Desarrollo y análisis de una red ad-hoc con sensores inalámbricos.

Abstract

Las comunicaciones inalámbricas han sido en los últimos años objeto importante de investigación debido a sus ventajas y a su bajo coste. Las redes inalámbricas permiten trabajar con dispositivos que pueden cambiar de posición independientemente, según la necesidad de cada momento. También han sido un importante objeto de investigación las redes Ad-Hoc. Redes constituidas por nodos que se pueden conectar entre ellos de forma arbitraria, sin la necesidad de disponer de una infraestructura ni de una administración centralizada. Esto permite que todos los dispositivos de la red trabajen conjuntamente a un mismo nivel. Uniendo estos dos conceptos se puede obtener un sistema de redes Ad-Hoc con sensores inalámbricos, que permiten obtener información sobre un entorno de investigación. Sin embargo, estos sistemas no procesan por sí solos la información que captan. Actualmente no se han desarrollado herramientas que permitan primeros contactos amigables con este entorno. De esto nace la motivación de este proyecto, que pretende desarrollar una herramienta de trabajo cómoda y fácil. Los principales objetivos son:

- Conocer el entorno de las redes Ad-Hoc con sensores inalámbricos.

- Estudiar las opciones de hardware que ofrece el mercado para implementar este tipo de redes.

- Documentar el hardware elegido y el software asociado.

- Estudiar a fondo las propiedades y el funcionamiento de este hardware y software.

- Desarrollar una aplicación que, a partir del sistema físico establecido, procese la información y la adapte a las necesidades del investigador. El resultado de todo ello será un sistema que capte información ambiental y muestre los resultados en gráficos. Con él, facilitaremos al investigador el estudio del entorno deseado.

Este proyecto presenta el planteamiento y desarrollo de un sistema para estudiar un entorno ambiental. Este sistema está formado por una red Ad-Hoc con sensores inalámbricos y una aplicación que procesa la información proporcionada por la red. Para la parte de red, se ha realizado un pequeño estudio de mercado para elegir un kit de sensores inalámbricos programables. El kit incluye un conjunto de motes, formados por un una pequeña plataforma de programación y una placa con varios tipos de sensores (luz, temperatura y sonido); y una base que gestiona la comunicación entre los motes. Una vez elegido, se ha estudiado a fondo el hardware y software implicados. Esto incluye el estudio del propio sistema operativo que utilizan, TinyOS, y el lenguaje de programación utilizado, nesC, que es una variante de C utilizada por el fabricante. A partir de la estructura de paquetes que envían los sensores, se ha desarrollado una aplicación en C# que procesa la información contenida en estos. Los sensores envían la información a la base, y ésta la transmite al ordenador por el puerto serie. De este modo, la aplicación procesa la información recibida por el puerto serie y genera un gráfico en Excel que compara las muestras recibidas de cada mote. El usuario podrá determinar qué tipo de información quiere procesar en función del sensor utilizado. En nuestro caso, estudiaremos medidas de niveles de luz ambiental. Aunque se han utilizado pocos sensores en el desarrollo del sistema, la aplicación es capaz de procesar información de múltiples nodos y se puede utilizar en redes de extensión variable. En el gráfico aparece la información clasificada en función del origen por lo que se puede estudiar el comportamiento individual de cada nodo de la red. Con este sistema, se facilita el estudio de un entorno ambiental aunque el investigador no sea experto en el hardware y el software del propio sistema. Utilizándolo, se pueden centrar los esfuerzos en el estudio ambiental y no en el medio físico empleado.