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Antecedentes Objetivos El problema resuelto La solucion propuesta Ventajas y desventajas de la solucion Referencias
“Desarrollo de una aplicacion de monitoreo ambiental, conalarmas SMS, usando redes inalambricas de sensores”
Jesus Francisco Quintanar [email protected]
Centro de Investigacion y de Estudios Avanzadosdel Instituto Politecnico Nacional
Asesor:Dr. Francisco Jose Rambo Rodrıguez Henrıquez
30 de junio de 2010
Antecedentes Objetivos El problema resuelto La solucion propuesta Ventajas y desventajas de la solucion Referencias
Concepto de red de sensores
Las redes de sensores
Las redes de sensores (SN) son conjuntos de pequenos nodos autonomos denominados”motes” o “pods”.
Ejemplo de una red inalambrica de sensores
Esos dispositivos estan integrados por un microcontrolador, un sensor y untransmisor/receptor; que permiten centralizar informacion sobre diversos parametrosfısicos (presion, luz, temperatura, humedad, velocidad, etc.) de un lugar o elementodeterminado.
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La estructura de un “mote”
La estructura de un “mote”
La arquitectura de un mote es completamente dependiente del proposito quetenga; sin embargo, de manera general, incluye los modulos mostrados en lasiguiente figura:
Arquitectura basica de un “mote”
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La estructura de un “mote”
La estructura de un “mote”
En nuestro caso particular, trabajaremos con motes de la familia “Micaz” de lacompanıa “Crossbow”:
Arquitectura basica de un mote “Micaz“Fotografıa de un mote “micaz”
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La estructura de un “mote”
El modulo Micaz
Microcontrolador: AtMega128L (8 bits).
Velocidad de ejecucion: 7.37 Mhz.
Memoria de programacion: 128Kb.
SRAM: 4Kb.
Transferencia maxima de datos: 250kbps.
Alimentacion: 3.0 -7.0 V
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Arquitectura ZigBee
La arquitectura ZigBee
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Topologıa y Canales
Topologıas ZigBee
Frecuencias de uso (para todo el mundo)
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Aplicaciones
Ejemplos de algunas aplicaciones
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Objetivos
GENERAL
Desarrollo de una aplicion de monitoreo ambiental, con alarmas SMS,usando redes inalambricas de sensores.
ESPECIFICOS
Lograr la programacion de aplicaciones distribuidas de hardware/software,en ambientes restringidos de hardware.
Demostrar la importancia de las redes inalambricas de sensores a traves dela resolucion de problemas de monitoreo de datos reales.
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El problema a resolver
Debido al deseo de resolver problemas reales para demostrar el potencial quetiene este tipo de tecnologıa, se realizaron acercamientos con los responsablesde laboratorios y demas areas de nuestra institucion que pudieran estarinteresadas en el monitoreo de variables en ambientes controlados.
Se identifico una aplicacion potencial.
El insectario, del Departamento de Genetica y Biologıa Molecular.A cargo de la Dr. Marıa de Lourdes Munoz Moreno.
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El insectario
El insectario
Principales Actividades
Crıa y reproduccion de algunas variedades de mosquitos para la realizacion de experimentospor parte de varios investigadores del CINVESTAV.
Diseccion e investigacion de mosquitos para la realizacion de estudios de ciertas patologıastransmitidas por este tipo de insecto.
Necesidades
Las instalaciones cuentan con dos habitaciones (“La cupula No. 1” y “La cupula No. 2”) quedeben de mantenerse bajo un clima tropical artificial, de 28 − 32oC con un 80 % dehumedad, idoneo para la reproduccion y crecimiento de los mosquitos que se crıan en elinsectario.
Se cuenta tambien con un laboratorio principal, que debe de mantenerse en un climafresco-seco, para mantener las muestras experimentales en condiciones adecuadas para larealizacion de los experimentos.
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El insectario
Fotografıas del Insectario
Edificio del insectario
Cupulas de mosquito del insectario
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Croquis del insectario
Croquis del insectario
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Croquis del insectario
Croquis del laboratorio del insectario
Cupulas del insectario
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Arquitectura de red del insectario
Arquitectura de red del insectario
Arquitecturas de red propuestas para el insecatario:
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Ventajas
Ventajas
La implementacion total de la red es de menor costo comparandola con la deuna arquitectura de red alambrada.
Se facilita la implementacion de la arquitectura, debido a que se trabaja condispositivos inalambricos.
Se cuenta con una arquitectura modular con posibilidades futuras de reducciono crecimiento de manera facil y rapido.
Este tipo de redes nos permite realizar un reconocimiento basico del entornosin que se este presente en el lugar de interes.
Permiten la realizacion de procesos reactivos (generacion de alarmas, dereportes, etc.).
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Desventajas
Desventajas
Es necesario contar con una buena seguridad fısica en el lugar en el que sera montadala red; ya que se trabajara con dispositivos moviles pequenos.
Los dispositivos con los que te trabaja suelen contar con capacidades limitadas enpoder de computo.
Interferencias electromagneticas con otros dispositivos.
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La aplicacion
Diagrama general de la aplicacion
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Referencias
Ivan Stojmenovic (Ed.).“Handbook of sensor networks Algorithms and Architectures”Wiley-Interscience, 2005.
Imad Mahgoub, Mohammad Ilyas (Eds.).“Sensor Network Protocols”Taylor & Francis, 2006.
C.S Raghavendra, Krishna M. Sivalingam, Taieb Znati (Eds.).“Wireless Sensor Networks”Springer, 2004.
Sitio oficial de TinyOShttp://www.tinyos.net/
Entrevista Personal al insectarioDr. Marıa de Lourdes Munoz MorenoDepartamento de Genetica y Biologıa Molecular, Septiembre 2008.