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Desarrollo de una plataforma Distribuida para monitorización y Control de Redes Inalámbricas de sensores para ambientes inteligentes

Grupos de investigación: 
Nivel del proyecto: 
Grado
Autor: 
Esther Estévez Contreras
Tutor: 
Javier Blesa Martínez
Ponente: 
Alvaro Araujo Pinto
Fecha de lectura: 
Vie, 16/09/2011
Año: 
2011
Calificación: 
Sobresaliente
Resumen: 

Este proyecto fin de carrera ha desarrollado una plataforma de monitorización para la experimentación con redes inalámbricas de sensores. Esta plataforma distribuida, versátil, escalable, polivalente, adaptable y de bajo consumo, permite recopilar información importante de cada uno de los nodos de la red, sin obstruir el canal inalámbrico, ni afectar adversamente en los experimentos que se ejecutan.

Para lograr esta plataforma se ha desarrollado un hardware dividido en tres módulos: el módulo de control, el módulo de comunicaciones y el módulo de medidas.

®    El módulo de control consiste en una placa elaborada en el marco de este proyecto. Esta placa se fundamenta en microcontrolador PIe que gestiona y controla todo el hardware. Se alimenta mediante un puerto USB y tiene dos conectores de expansión para conectar los otros dos módulos.

@)   El módulo de comunicaciones se basa en una placa, desarrollada en el L51 antes de la realización del proyecto. Esta placa tiene un microcontrolador y un módulo de radiofrecuencia para establecer comunicaciones inalámbricas.

®    El módulo de medida se puede conectar a la placa de control, sin embargo, esta misma placa incluye un sensor de corriente para medir el consumo de otras placas conectadas a los conectores de expansión.

Para la correcta ejecución de las tareas de cada módulo, se ha desarrollado un código a bajo nivel y que va empotrado en los microcontroladores. Este software está dividido en tarea: cargador de programa, envío de trazas de consumo, túnel USB-serie, monitor de la placa secundaria.

Añadido a estos componentes, se ha desarrollado un software en e++, que se ejecuta en Windows. Este programa está distribuido, pues se ejecuta en varios ordenadores: el servidor central donde interactúa el usuario y las estaciones de trabajo que tienen el hardware conectado por USB. La comunicación entre los distintos elementos se hace mediante objetos remotos a través de la red local.

El interfaz gráfico de usuario que se ejecuta en el servidor está dividido en pestañas, siendo cada una de ellas una actividad distinta de las que puede realizar la plataforma. De esta manera, mientras el dispositivo conectado a una estación de trabajo está enviando trazas de consumo, se puede ir cargando una nueva aplicación en el dispositivo que está conectado en otro ordenador diferente del1aboratorio.

Finalmente, se realizaron unos bancos de pruebas que permitieron verificar el correcto diseño del sistema. Estas pruebas fueron de unidad, donde cada elemento se probaba por separado; de integración, donde se juntaban varios elementos para ver que interactuaban correctamente y de verificación de que el sistema cumple con los requisitos.

Todo este desarrollo está enmarcado el entorno de los ambientes inteligentes, que nos rodeará y amplificará nuestras capacidades cognitivas y donde cada persona interacciona con una multitud de dispositivos programables.

Lista de palabras clave

Red de área personal inalámbrica, ambientes inteligentes, IEEE 802.15.4, protocolo, ZigBee®, microcontrolador, testbed, testbench, banco de pruebas, comunicaciones inalámbricas, plataforma de monitorización, monitorización, WSN, redes inalámbricas de sensores, PIe, entornos inteligentes.