Diseño e Implementación de un Sistema de Interconexión Dinámica y Monitoreo de Sensores Utilizando Dispositivos Compactos de Arquitectura Modular

Abstract

El trabajo realizado buscó unir los campos de redes inalámbricas de sensores y dispositivos móviles. El primero dada la riqueza de información y facilidad de despliegue de estas redes. El segundo, en relación a las grandes ventajas de dispositivos portados por los usuarios (ej. información constantemente disponible), existiendo casos de uso que podrían beneficiarse de la funcionalidad conjunta (ej. telemedicina). El objetivo fue desarrollar e implementar un sistema que comunicara nodos inalámbricos, algunos de los cuales sensaran variables de interés, mientras que otros monitorearan las mismas.

El diseño se basó en la plataforma BUG, de BugLabs Inc., un start-up tecnológico de New York, USA. Esto pues se consideró de gran interés la filosofía propuesta por esta empresa: computadores compactos (posiblemente móviles) de arquitectura modular (el hardware se construye mediante la adición de módulos). El foco de esta plataforma es el prototipaje rápido de otros dispositivos.

La solución propuesta incluye Nodos Sensores y Monitores Móviles, ambos elaborados con BUGs pero con distintos módulos. Los Nodos Sensores cuentan con adquisición de señales análogas y también conexión USB. El mismo módulo es usado en los Monitores Móviles (por esta última funcionalidad), además de una pantalla que constituye la interfaz con el usuario. La comunicación inalámbrica entre nodos se realiza mediante módems externos. Estos módems (radios XBee) implementan el protocolo IEEE 802.15.4, que fue desarrollado especialmente para uso en redes de sensores. Sus características son bajo consumo de potencia y facilidad en el establecimiento de redes sin necesidad de otro hardware (redes ad-hoc). Se utiliza una topología en estrella, requiriéndose de un coordinador. Luego de simples configuraciones iniciales, la red se establece automáticamente y el monitor (o monitores) recibe muestras de los sensores conectados a la red, las cuales despliega en la pantalla y almacena en memoria. Debido a problemas con las versiones preliminares del hardware disponible, el sistema fue probado emulando los nodos en un computador convencional, pero utilizando una interfaz de aire real (se conectaron varios XBee al computador). Se definió un protocolo de pruebas, obteniéndose resultados positivos ante cada evento. Se plantea como trabajo a futuro la realización de pruebas en terreno y el añadir funcionalidades de actuación además de monitoreo.