Diseño y desarrollo de sistema distribuido para sensores medioambientales de bajo consumo

Abstract

Este proyecto explora las capacidades de las redes de sensores inalámbricas, realizando un prototipo funcional sobre el que experimentar. Siguiendo la línea de proyectos del Departamento de Tecnología Electrónica de la Universidad Rey Juan Carlos, se plantea el diseño y desarrollo de un sistema integral para la adquisición de datos recogidos por una red inalámbrica de nodos sensores. Interviene también el Centro Andaluz de Medioambiente (C.E.A.M.A) en colaboración con el laboratorio iEcolab, adscrito a la Universidad de Granada, que requiere de una solución de toma y procesado de datos medioambientales. El proyecto se orienta así hacia sistemas distribuidos y autónomos de bajo consumo energético, y en la medida de lo posible, que minimicen las tareas de mantenimiento de los nodos. Estos nodos están equipados con sensores medioambientales, que permiten realizar medidas localizadas para un entorno ambiental cualquiera. También disponen de un módulo de comunicación inalámbrica, basado en el estándar IEEE 802.15.4 - ZigBee4, funcionando con topología de malla o mesh. Tras recoger los datos de campo, los nodos sensores envían los datos a un nodo coordinador. Éste se comunica con un sistema informático que los recibe, procesa y almacena en un servidor de bases de datos. La base de datos es accesible desde Internet mediante, por ejemplo, una página Web. El nodo coordinador también permite la configuración de parámetros de la red o de los nodos sensores, permitiendo el desarrollo de interfaces gráficas para la configuración de estos parámetros. El sistema consta de una plataforma hardware heterogénea, compuesta por nodos inalámbricos, sistemas empotrados, servidores, dispositivos móviles, etc. También dispone de diferentes piezas software, como por ejemplo: versiones de firmrmware específicas para los distintos nodos inalámbricos, software para el equipo que actualiza la base de datos, software para el servidor Web que sirve la base de datos por Internet, y software para la inspección y configuración de la red de sensores. El proyecto puede emplearse en diversos campos de aplicación, si bien se enmarca dentro de los sectores industriales agrícolas y de supervisión medioambiental. Teniendo en cuenta la alta competitividad existente en el mercado global, y el uso indiscriminado que se hace de los recursos naturales, se plantea el uso de nuevas tecnologías para ayudar a economizar los procesos, requisitos y recursos en estos sectores. Cuando la economía no se entiende estrictamente en el sentido monetario, sino en el de usar los mínimos recursos para desarrollar una idea, el uso de nuevas tecnologías en diferentes fases del desarrollo pueden ser muy útiles para conseguir estos objetivos. Para el desarrollo del proyecto se han utilizado herramientas y estándares libres, en la medida de lo posible. Esta decisión permite hacer un sistema fácil de replicar y de mantener, pero también accesible y con posibilidad de mejora. Todo el contenido generado (documentación, código fuente, etc.) se publica bajo licencias libres, por lo que puede ser usado, adaptado y distribuido según las necesidades de cada persona, comunidad o sector.