Servidor de enlace y programación de dispositivos zigbee para un prototipo de sistema de localización en interiores

Abstract

En la actualidad, la localización se ha convertido en necesidad en el día a día de la sociedad debido principalmente a la aparición de una gran oferta de servicios cuyo pilar fundamental es el posicionamiento geográfico del usuario. Alrededor de esta idea y funcionalidad se ha desarrollado toda una pléyade de servicios que se extienden desde los navegadores de cálculo de rutas por carretera que se instalan por defecto en la mayor parte de los vehículos tanto de uso profesional (camiones de transporte de mercancías, autobuses públicos y privados, taxis, etc.) como personal, hasta guías turísticas virtuales que ofrecen al viajero la descripción de monumentos o lugares de interés sin más que aproximarse a ellos. Sin embargo, la mayor parte de estos servicios comparten una característica común: sólo son utilizables en escenarios de exterior. La razón básica de este hecho es la plena operación de la tecnología GPS (Global Position System), que permite el posicionamiento de un dispositivo con una precisión en el orden de los metros, a través de una red de satélites. Esta tecnología, que podría resultar a priori cercana a la ciencia ficción debido al coste de operación que supone una red satelital y a la especificidad de su aplicación, ha conseguido penetrar en el mercado precisamente por la demanda de los servicios asociados a la misma y la ostensible reducción de los costes de fabricación de los dispositivos de usuario. ¿Por qué entonces la extensión natural de estos servicios hacia entornos de interior no llega a alcanzar un despegue similar? Evidentemente la causa no puede encontrarse en la ausencia de mercado potencial para aplicaciones basadas en localización. No sólo es fácil imaginar necesidades específicas sino que además éstas serían susceptibles de utilización en distintos entornos: ¿ Hospitalario: para el control de pacientes y la óptima gestión de material portátil, costoso, de uso compartido y crucial en determinadas situaciones (desfibriladores¿). ¿ Industrial: para el seguimiento de piezas o equipos en cadenas de montaje de forma que se reduzcan los tiempos de producción. ¿ Producción de energía (gas, electricidad, etc.): para la perfecta operación del personal de mantenimiento, elevado en número de componentes y distribuido en superficies amplias. ¿ Logística y distribución: para la reducción de tiempos de operación, el registro y control del inventariado y la mejora de los procesos automáticos. ¿ Seguridad: entendida bajo dos vertientes, la del control de intrusión en la que la localización juega un papel fundamental para conocer los usuarios permitidos en cada uno de los recintos bajo supervisión, y la de la gestión de las fuerzas de seguridad en entornos amplios como aeropuertos, estaciones de tren, centros comerciales, etc. ¿ Turismo: para la extensión de los servicios de guía turística en entornos de interior como museos, salas de exposición, etc. La razón para esta falta de impulso en el desarrollo de una serie de bienes y servicios alrededor de la localización en interiores debe buscarse por tanto en algún otro factor que no sea el propio mercado. A primera vista, la tecnología tampoco debería ser un obstáculo para la explosión definitiva de estas aplicaciones ya que muchas de las soluciones de comunicación en plena operación permiten su adaptación para lograr un servicio de localización. Wi-Fi y RFID son claros ejemplos de estas tecnologías sobre las que ya existen productos comerciales disponibles. Quizás la única razón que reste por considerar sea que, aunque el mercado está preparado y existe la tecnología que podría implementar las aplicaciones necesarias, aún no se haya encontrado la solución que realmente brinde unas prestaciones suficientes para construir todo un conjunto de servicios que la hagan atractiva para el usuario final. De hecho, las tecnologías citadas anteriormente, adolecen de ciertas desventajas que debilitan su posicionamiento como base para este tipo de servicios. En el caso de Wi-Fi, su objetivo principal de utilización como tecnología de acceso hace que algunos de sus requerimientos generales se enfrenten con los específicos de localización. Entre ellos, el más claro es su amplio rango de cobertura, óptimo para su propósito original, pero que hace difícil conseguir un alto nivel de precisión en la localización. Por su parte, RFID presenta como grandes ventajas competitivas la sencillez y el bajo coste, que, sin embargo, hacen que sus capacidades sean limitadas y por tanto tan sólo responda correctamente en aplicaciones donde se requiera conocer el paso de un dispositivo móvil por un determinado punto. ¿Cuál es por tanto la alternativa que haga finalmente viable la producción de servicios basados en localización en entornos de interior? En los últimos años, se está trabajando en una nueva tecnología inalámbrica para la monitorización ambiental, la llamada ZigBee. ZigBee permite la construcción de una red de sensores inalámbricos de corto alcance y configuración y mantenimiento autónomo, sobre las premisas de bajo consumo, baja complejidad, bajo coste y tasa de información moderada. Es decir, ocupa precisamente el espacio que se extiende entre Wi-Fi y RFID. El presente Proyecto Fin de Máster utiliza esta tecnología enmarcándose en el desarrollo de una aplicación de localización en interiores, que consigue un sistema en operación con dispositivos disponibles comercialmente, y que ofrece unas prestaciones interesantes en precisión, escalabilidad y adaptación a las condiciones específicas del escenario particular a considerar.