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Redes de Sensores Inalámbricos
Las tecnologías de la información y de las comunicaciones en el ámbito de la atención sociosanitaria
Francisco Gómez Mula

Dpto. de Arquitectura y Tecnología de Computadores Universidad de Granada

Francisco Gómez Mula

13/07/2007

Contenidos
• ¿Qué es una red de sensores inalámbricos? ¿Y que es una mota? • TinyOS, un sistema operativo para motas •Normalización: IEEE 802.15.4. y ZigBee, el zumbido de las abejas • Algunas motas: micas, telos, tmotes y demás fauna • Aplicaciones de las redes de sensores inalámbricos, y sobre todo aplicaciones médicas • Taller de motas
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¿Qué es una red de sensores inalámbricos? ¿Y que es una mota?

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WSN, WirelessSensor Network
• Una Red de Sensores Inalámbricos (WSN, Wireless Sensor Network) es un conjunto de elementos autónomos (nodos) interconectados de manera inalámbrica
– – – – poca capacidad de procesamiento muy bajo consumo energético bajo coste sensores que miden variables como luz, temperatura y humedad

• Redes inalámbricas Ad-Hoc sin infraestructura física preestablecida ni administracióncentral.
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Los indicios de la importancia de las WSN
• El MIT (Febrero de 2003):
– WIRELESS SENSOR NETWORKS, tecnología emergente que cambiará el mundo

• Integración con otras tecnologías:
– agricultura, biología, medicina, etc

• Aplicaciones antes impensables, interacción de los seres humanos con el medio
– computación ubicua,inteligencia ambiental

• Científicos e investigadores de gran renombre se han subido al tren de las WSN

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Características
• Facilidad de despliegue • No se utiliza infraestructura de red:
– encaminamiento entre nodos sin visión directa con comunicaciones multisalto

• Topología dinámica:
– nodos autoconfigurables, tolerancia a fallos

•Utilización de broadcast • Ultrabajo consumo
– Funcionamiento con pilas, larga autonomía:

• Muy bajo coste • Pequeño tamaño • Operación sin mantenimiento durante varios meses o años
El término “polvo inteligente” (smart dust) fue introducido El término “polvo inteligente” (smart dust) fue introducido por Kristofer Pister (Universidad de California). por Kristofer Pister (Universidad de California).Redes de Sensores Inalámbricos
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Elementos en una WSN
• SENSORES:
– Toman del medio la información y la convierten en señales eléctricas.

• NODOS (Motas)
– Toman los datos del sensor a y envían la información a la estación base.

• GATEWAY:
– Elementos para la interconexión entre la red de sensores y una red de datos (TCP/IP).

• ESTACIÓN BASE:
– Recolector dedatos basado en un ordenador común o sistema embebido.
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Motas
• Los nodos son pequeñas unidades del tamaño de una caja de cerillas (motas) que tienen solamente…
– – – – unos pocos kilobytes de memoria un procesador de unos cuantos MHz Una radio de pocos metros de alcance Una o dos pilas (tipo AA, AAA o tipo botón)

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Ejemplos de encapsulado de motas

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Algunos problemas
• Optimización del consumo de energía:
– La comunicación. Y que no estén lejos. – Motas dormidas – Programación eficiente

• Ancho de banda y cobertura de la red limitados • Recursos de computación limitados: • Soluciones ad-hoc para redes ad-hoc • Topología muydinámica de la red:
– – – – – Memoria – CPU

Elementos móviles Nodos con alta probabilidad de fallo Nodos que entran en el sistema (y salen) Cuantos más nodos mejor rendimiento!!!

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Optimizando el consumo de energía
• Estados del nodo:
– Sleep (durmiendo): la mayor parte del tiempo. – Wakeup (despertando): minimizar este tiempo...
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