Control De Potencia En Wsns

RED INALÁMBRICA DE SENSORES CON CONTROL AUTOMÁTICO DE POTENCIA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA


Temática de Trabajo Especial, presentada para ser considerada por la Coordinación de Trabajo Especial del Departamento de Ingeniería Electrónica


Alumno: Diony José Palencia Montes
Expediente: 20071 0132
C.I: V- 19 104 893

Tutor: Ing. Ángela Daboín-------------------------------------------------

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Visto Bueno del Tutor
Barquisimeto, Junio 2011
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Las redes inalámbricas de sensores (WSN) son un concepto ideado para ofrecer conectividad entre dispositivos de bajo costo, bajo consumo de energía y a bajas tasas de transmisión, se emplean principalmente en aplicaciones dondese requiere medir y controlar variables distribuidas en un entorno. Los dispositivos que componen la red se denominan nodos y están constituidos, en su configuración básica, por un elemento de procesamiento que tiene como entrada uno o varios sensores y como periférico de comunicación un radio transceptor. Debido a su característica de bajo consumo de energía, los nodos permiten ser alimentadoscon baterías, que pueden ser recargadas mediante paneles solares o sustituías en intervalos de meses o incluso años, lo que le da mayor flexibilidad y movilidad a la red.
ZigBee es un estándar que define un conjunto de protocolos de comunicación para redes inalámbricas de rango corto y tasa de transmisión baja. Los dispositivos inalámbricos basados en ZigBee operan en las bandas de frecuencia de868 MHz, 915 MHz y 2.4 GHz, con una tasa máxima de 250 Kbps. ZigBee está dirigido principalmente a aplicaciones alimentadas por baterías, donde los requerimientos principales son la baja tasa de datos, el bajo costo y larga vida de la batería (Verde, 2010). Debido a que el estándar ZigBee tiene características ideales para WSN, la mayoría de éstas redes se desarrollan basadas en dicho estándar.Un requisito fundamental que debe tener una WSN es un periodo de vida útil de baterías largo, para lo cual existen diferentes mecanismos, como configurar los nodos con un ciclo de trabajo muy bajo de manera que cada uno permanezca el mayor tiempo posible en modo de bajo consumo. También se hace disminuyendo la frecuencia de muestreo de los sensores o realizando procesamiento local en cada nodo conel fin de disminuir el número de transmisiones (Markham y Trigoni, 2010).
Otra forma de alargar la vida de las baterías es configurar la potencia de transmisión para que sea lo más baja posible sin comprometer la conectividad, existiendo un compromiso entre el nivel de potencia y el número de nodos; si este último se incrementa se tendría que establecer niveles de potencia intermedios. Esteajuste en la potencia de transmisión se realiza una vez durante el proceso de configuración de la red, quedando como una cantidad fija que no se ajusta a las condiciones cambiantes de la red.
Si se hace una configuración inadecuada de la potencia de transmisión, dando un valor mayor que el necesario, la vida de las baterías se verá reducida representando una ineficiencia en el consumo de energía.Por otro lado, aún cuando la potencia se ajuste inicialmente a un valor óptimo, una eventualidad como la falla de un nodo dejaría sin cobertura a esa parte de la red, y si la topología es tal que no exista la posibilidad de una conexión alterna en esta área sin cobertura, toda la red quedaría inutilizada, por lo cual un simple ajuste de la potencia a un nivel mínimo que permita conexión en unprincipio, no garantiza que la red se mantenga operativa siempre.
En una red, un nodo debería usar entonces solo la potencia necesaria para tener comunicación con el nodo vecino, sin dejar desprovista de cobertura el área donde se desea la monitorización de las variables y poder ajustar este nivel de potencia de manera automática y transparente para el encargado de configurar la red. Más aún, la...