Redes de sensores

INDICE GENERAL
1. Introducción y Objetivo........................................................................................................01
2. Introducción a las Redes de Sensores inalámbricos………………………….…….……………………02
2.1. Introducción……………………………………………………………………………………….………….….…………02
2.2. Descripción de la WSN …………………………………………………………………………..…………………..03
2.3. Arquitectura de una red desensores inalámbricos…………………………….…………………..05
2.4. Características de WSN ………………………………………………………………………….…….……………..06
2.5. Aplicación de las Redes de Sensores...............................................................................07
2.5.1. Aplicaciones Militares ………………………………………………………….………….………….……08
2.5.2. Aplicaciones en la Agricultura……………………………………………………….…………….……09
2.5.3. Aplicaciones enMedio ambiente………………………………………………………….………….10
2.5.4. Aplicaciones en la Automoción…………………………………………………………….…..…..….11
2.5.5. Aplicaciones en la Domótica………………………………………………………………….…...…….12
2.5.6. Aplicaciones en el Monitoreo de Estructuras………………………………………..………..13
2.5.7. Aplicaciones en la Medicina……………………………………………………………………….…………….15
3. FundamentosTeóricos..............................................................................................................15
3.1. Introducción……………………………………………………………………………………………………….…….…….15
3.2. Factores de diseño en redes de sensores inalámbricos………………………….…….……….….15
3.2.1. Tolerancia a fallos………………………………………………………………………………...……..……16
3.2.2. Escalabilidad………………………………………………………………………………………..………..…..16
3.2.3. Costes deproducción………………………………………………………………….………..……..…..17
3.2.4. Restricciones de hardware…………………………………………………………………………..…..17
3.2.5. Topología de la red de sensores………………………………………………………………………17
3.2.6. Entorno…………………………………………………………………………………………..………………….18
3.2.7. Medio de transmisión……………………………………………………………………..……………….18
3.2.8. Consumo de energía.............................................................................................19
3.3. Arquitecturade un Nodo………………………………………………………………….….……..….…………..19
3.3.1. Componentes de un nodo sensor Wireless.......................................................20
3.3.1.1. Fuente de energía………………………………………………….………..…….…………20
3.3.1.2. Microcontrolador………………………………………………….………..….…………….21
3.3.1.3. Unidad/es de detección o sensores………………….……………..……………..23
3.3.1.4.Radio……………………………………………………………….……………………..…………..25
3.4. Comparativa de las motas o nodos inalámbricos………………….…………………..………………25
3.5. Estándar IEEE 802.15.4 y Zigbee………………………………………….………………………..……………..28

3.5.1. Estándar IEEE 802.15.4……………………………………………………………………………………28
3.5.2. Arquitectura del estándar IEEE 802.15.4……………………………………………..….……31
3.5.3. ZigBee.....................................................................................................................32
3.6. Protocolos de enrutamientopara WSN…………………………………….…………….……….………33
3.6.1. Modelos de enrutamiento……………………………………… ……………………..……….……..34
3.6.1.1.

Modelo de un salto………………………………… ……………………………..….……….34

3.6.1.2. Modelo Multi-hop………………………………………… …………………..……………34
3.6.1.3. Modelo esquemático basado en clústeres… ………………………………..35
3.7. Sistema Operativo para Nodos Sensores………………………………… …………………..….……….36
3.7.1. Sistemaoperativo TINYOS…………………………………………………………………….….……..36
3.7.2. Sistema operativo Contiki………………………………………………………………………….…….37
3.7.3. Sistema operativo eCos……………………………………………………………………………………38
3.7.4. Sistema operativo MANTIS………………………………………………………………………………38
3.8. Casas de dispositivos para WSN…………………………………………………………………………………38
3.8.1. Crossbow…………………………………………………………………………………………………………..38
3.8.2.Shockfish…………………………………………………………………………………………………….……..39
3.8.3. Sentilla…………………………………………………………………………………………………….…………39
3.8.4. BTnode…………………………………………………………………………………………………….………..40
3.8.5. Sun……………………………………………………………………………………………………………….…….40
3.8.6. Ember………………………………………………………………………………………………………….……..41
4. Aplicación...