Diseño e implementación de un sistema remoto de monitoreo y control de la iluminación de una vivienda utilizando una red de sensores inalámbricos PDF Download

Author: Jaime López Cruz
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Este presente trabajo se trata del desarrollo de una interfaz de monitoreo y control de la iluminación de una vivienda de forma remota, utilizando una red de sensores inalámbricos de la marca Crossbow llamados Motes MICAz para lograr el control de los focos. Esta interfaz fue creada utilizando el programa LabVIEW versión 8.5, donde se creó un protocolo de comunicación entre este programa y las interfaces Ethernet y Serial de las tarjetas de adquisición de Crossbow. De esta misma forma se logró monitorear las condiciones de iluminación, temperatura, acústica y nivel de batería de los nodos. Las bondades de la herramienta LabVIEW hacen que este proyecto sea más completo y provee los medios para expandir las aplicaciones dentro de la vivienda para crear un entorno domótico real. Este proyecto de tesis esta constituido en dos partes principales, la primera se refiere a la descripción de la vivienda utilizada como el caso de estudio y del protocolo de comunicación entre LabVIEW y los Motes MICAz, la segunda parte se refiere a la implementación de la interfaz en internet, para poder acceder a ésta de manera remota.

Author: Jordi Vilaseca Posa
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[CASTELLÀ] Entre los principales objetivos de las smart cities figuran la mejora de la gestión de los recursos energéticos de la ciudad, la disminución de los niveles de contaminación y el aumento de la calidad de vida de la ciudadanía. Una de las tecnologías que permiten la recogida de datos para la consecución de estos objetivos son las redes inalámbricas de sensores (WSN, Wireless Sensor Networks). El hecho de que los nodos que forman estas redes se comuniquen vía radio y que puedan estar alimentados por baterías o por fuentes de alimentación renovables facilita su despliegue, ya que no es necesaria ninguna infraestructura previa. En este trabajo se ha diseñado y desarrollado una red inalámbrica de sensores para la creación de smart cities. Uno de los criterios que se han tenido en cuenta es que la red se pudiera integrar con una plataforma innovadora de gestión de energía de la ciudad. Esta plataforma integra distintos servicios embebidos (puntos de acceso WiFi, cámaras IP, sistemas de señalización digital, pantallas LED, mecanismos de medición inteligentes) en las luminarias de la infraestructura pública de iluminación. La conectividad con Internet se obtiene mediante una red de acceso BPL/PLC que se extiende a través del cableado eléctrico que une las distintas luminarias. La plataforma dispone de un centro de gestión remoto basado en tecnología cloud computing donde todos los datos, incluidos los de los sensores, son almacenados y analizados para la toma "inteligente" de decisiones. Las luminarias se presentan como una ubicación ideal para los nodos de una WSN, porque además de ofrecer protección frente a las condiciones de intemperie y de los actos vandálicos permiten que los nodos se puedan alimentar a través de la red eléctrica. Además, al disponer de acceso a Internet, se soluciona el problema que muchas veces supone el tener que dotar de conectividad IP al dispositivo gateway. La WSN resultante de este trabajo está basada en la plataforma comercial TelosB corriendo bajo el sistema operativo embebido TinyOS. Para la interconexión de estos dispositivos con los sensores que finalmente se ha decidido integrar, se ha utilizado la placa de conexiones auxiliar CBoard. En algunos casos, ha sido necesario diseñar e implementar circuitos adicionales para la conexión de los sensores con la placa auxiliar. Los sensores que se han elegido deberían permitir la implementación de diversos servicios relacionados con la gestión de los recursos de una ciudad. Los módulos software desarrollados permiten la lectura periódica de los sensores, el procesado de los datos adquiridos y su transmisión vía radio hasta un elemento gateway o sumidero. Las comunicaciones radio siguen el estándar IEEE 802.15.4 y se utiliza el protocolo de encaminamiento multisalto NST-AODV. Otras facilidades que se han incorporado al sistema son la agregación de datos y la reprogramación de nodos por el aire. El dispositivo gateway, que tiene conectividad IP, presenta la capacidad de encapsular los datos provenientes de los sensores en una estructura JSON y los puede transmitir, a través de Internet, a un centro de gestión remoto.

Author: Alejandro Clemotte
Publisher: Editorial Academica Espanola
ISBN: 9783659002809
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Languages : es
Pages : 152

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Este documento presenta el diseño, implementación y evaluación de una red de sensores inalámbricos a ser utilizada para la auscultación de sonidos del cuerpo humano. La red es flexible y escalable, los nodos de la red son de bajo consumo y de bajo mantenimiento. Como caso de estudio, se implementó un estetoscopio portátil e inalámbrico basado en sensores piezoeléctricos con dos nodos de red, utilizando como tecnología de soporte el estándar IEEE802.15.4 y el estándar ZigBee para la configuración de una red de área personal. Como soporte de la red de sensores inalámbricos se utiliza el sistema operativo TinyOS, desarrollado específicamente para este tipo de redes.

Author: Edisson Jiro Cruz Ticona
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Languages : es
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In the present research work, a wireless monitoring and data acquisition system with an interface in LabVIEW was designed and implemented in real-time to monitor the electrical and environmental parameters of a 3kW SFCR.

Author: Fabián Andrés Castaño Giraldo
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Languages : en
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La gestión del uso de la energía constituye una preocupación mayor en el diseño de redes de sensores inalámbricos. Los sensores son aprovisionados de energía desde una batería externa con una capacidad de almacenamiento limitada. De esta forma, el tiempo durante el cual los sensores pueden monitorear una zona y transmitir las señales percibidas a través de comunicaciones inalámbricas se encuentra limitado por dicha batería que, en muchos casos, puede ser irreemplazable. Adicionalmente, muchas aplicaciones requieren del uso de sensores en emplazamientos de difícil acceso u hostiles en los cuales no es posible su ubicación manual y su posición podría ser considerada como aleatoria (p.ej. lanzados desde un helicóptero, un "dron" ó un avión). Consecuentemente, su posición no se conoce a priori y es necesario el uso de estrategias para utilizar eficientemente su energía. En ésta tesis se explora el uso de la técnica de generación de columnas para optimizar el uso de la energía en dichas redes. Varios modelos concernientes al uso de la energía y las condiciones de operación de las redes son consideradas y adaptadas de tal forma que su optimización se puede llevar a cabo usando generación de columnas. De esta forma, es posible tomar ventaja de la naturalidad con la que ésta puede usarse para representar éstas situaciones. En ésta tesis, varias mejoras son propuestas con el fin de tomar máxima ventaja de la generación de columnas y mantener su eficiencia. Algunas estrategias híbridas que combinan la generación de columnas con (meta- ) heurísticas y métodos exactos son propuestas. Los experimentos computacionales confirman la eficacia de los métodos y proveen cotas superiores que pueden ser usadas para evaluar el rendimiento de otros métodos centralizados y distribuidos. Finalmente, algunas direcciones de investigación son dilucidadas sobre la base de éste método como estrategia para atacar problemas más realistas que consideren las características de las redes de sensores inalámbricos del futuro.

Author: Aldo Brett Cedillo Martínez
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Languages : es
Pages : 76

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Author: Juan Diego Romero Díaz
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"Con el desarrollo del proyecto, se busca desarrollar y diseñar un prototipo de un sistema de monitoreo, el cual sea capaz de corroborar y ayudar en el aprendizaje de la tecnología que rodea a estos sistemas y su gran demanda en el mercado, pero también se busca adaptar la tecnología que existe para las casas de las ciudades y poder transformar en un sistema robusto que pueda ser utilizado en la sabana de Bogotá. El prototipo se dividirá en dos partes, la primera, un sistema de vigilancia que se ubicará en puntos estratégicos de las viviendas y que funcionan a través de un software opensource llamado MotionEye y segundo, un sistema de detección de movimiento controlado por un sensor PIR y que es autosostenible por energía solar. El proyecto constó con una duración primero de 16 semanas, sin embargo fueron necesarias tres más con la finalidad de fortalecer el prototipo. Al ser el primer contacto con el uso de tecnología enfocada en sistemas de monitoreo, se presentaron varias dificultades, principalmente en la manera de adaptar un sistema como el reconocimiento facial a una tecnología que ya de por si sola es bastante robusta, aunque se sus errores no afectaron en una gran medida a la finalidad del proyecto, si pudo haber significado una idea innovadora que podría llegar a completar a los diversos equipos que se pueden encontrar en el mercado. Se debe aclarar que dado la inexperiencia que se tenia tecnologías de monitoreo el proyecto hubiera podido tomar un rumbo comercial y no tanto de aprendizaje. Sin embargo y a pesar de lo anterior se cumplió con más del 80% de las expectativas que se tenían al principio de la propuesta y del semestre en curso."-- Tomado del Formato de Documento de Grado.

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Languages : es
Pages : 137

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Las redes inalámbricas de sensores corporales (en inglés: "wireless body sensor networks" o WBSNs) para monitorización, diagnóstico y detección de emergencias, están ganando popularidad y están llamadas a cambiar profundamente la asistencia sanitaria en los próximos años. El uso de estas redes permite una supervisión continua, contribuyendo a la prevención y el diagnóstico precoz de enfermedades, al tiempo que mejora la autonomía del paciente con respecto a otros sistemas de monitorización actuales. Valiéndose de esta tecnología, esta tesis propone el desarrollo de un sistema de monitorización de electrocardiograma (ECG), que no sólo muestre continuamente el ECG del paciente, sino que además lo analice en tiempo real y sea capaz de dar información sobre el estado del corazón a través de un dispositivo móvil. Esta información también puede ser enviada al personal médico en tiempo real. Si ocurre un evento peligroso, el sistema lo detectará automáticamente e informará de inmediato al paciente y al personal médico, posibilitando una rápida reacción en caso de emergencia. Para conseguir la implementación de dicho sistema, se desarrollan y optimizan distintos algoritmos de procesamiento de ECG en tiempo real, que incluyen filtrado, detección de puntos característicos y clasificación de arritmias. Esta tesis también aborda la mejora de la eficiencia energética de la red de sensores, cumpliendo con los requisitos de fidelidad y rendimiento de la aplicación. Para ello se proponen técnicas de diseño para reducir el consumo de energía, que permitan buscar un compromiso óptimo entre el tamaño de la batería y su tiempo de vida. Si el consumo de energía puede reducirse lo suficiente, sería posible desarrollar una red que funcione permanentemente. Por lo tanto, el muestreo, procesamiento, almacenamiento y transmisión inalámbrica tienen que hacerse de manera que se suministren todos los datos relevantes, pero con el menor consumo posible de energía, minimizando así el tamaño de la batería (que condiciona el tamaño total del nodo) y la frecuencia de recarga de la batería (otro factor clave para su usabilidad). Por lo tanto, para lograr una mejora en la eficiencia energética del sistema de monitorización y análisis de ECG propuesto en esta tesis, se estudian varias soluciones a nivel de control de acceso al medio y sistema operativo.

Author: JoséMartínez Torres
Publisher: Eae Editorial Academia Espanola
ISBN: 9783846564752
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Languages : es
Pages : 216

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Los dispositivos de logica reconfigurable estan cada vez mas presentes en todos los sistemas y las FPGAs son un ejemplo. Ya no se asocia solamente el uso de estas a altas prestaciones para sistemas de alta velocidad, si no que, actualmente existe una gran variedad de familias para todas las aplicaciones, manteniendo su valor principal, como es la reconfigurabilidad y prestaciones, pero a un precio ajustado. Por ello, el presente libro consiste en el diseno e implementacion de un sistema inalambrico de sensores basado en la tecnologia CyFi en la que se medira temperatura y humedad. Cada nodo de la red estara controlado por un PSoC (Programmable System on Chip) que, mediante un nodo central se comunicara con un servidor web. El servidor es un desarrollo basado en una FPGA Spartan 3A de Xilinx, permitiendo la conectividad a Ethernet para la monitorizacion de los sensores a traves de una pagina web. Ademas, el sistema dispone de un software para la monitorizacion de dicha red."

Author: Sergio Luz Fernandez
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Una de las principales problemáticas en las redes de comunicaciones M2M (Machine-to-Machine) es la gran cantidad de dispositivos que intentan acceder al canal de comunicaciones simultáneamente. Esto se agrava en aquellas aplicaciones en las que la cantidad de dispositivos es desconocida. Para resolver esta problemática, es necesario diseñar protocolos de control de acceso al medio (MAC) que se encarguen de gestionar el acceso de los dispositivos al canal de comunicaciones de una manera eficiente. Este proyecto tiene cómo objetivo implementar y evaluar el rendimiento de tres protocolos adecuados para redes M2M: Frame Slotted Aloha con feedback (FSA-FB), FSA sin feedback (FSA-noFB) y Contention Tree Algorithm (CTA). Los tres protocolos se han desarrollado sobre Contiki OS, se ha verificado su funcionalidad sobre el simulador Cooja, y se ha evaluado su rendimiento experimentalmente sobre motas inalámbricas Zolertia Z1 que operan en la banda frecuencial de 2.4GHz. Las motas Z1 incorporan transceptores radio CC2420 de Texas Instruments, cuya capa física cumple con el estándar IEEE 802.15.4. Además, las motas Z1 tienen sensores integrados y disponen de un puerto Universal Serial Bus (USB) para ser controlados desde un ordenador y transferir los datos al mismo. Las motas Z1 han sido programadas con el lenguaje de programación C, que se compila usando una aplicación de libre distribución montada sobre el sistema operativo Linux llamada Contiki y que se instala en las motas. El escenario de pruebas está compuesto por una mota coordinadora y un conjunto de motas esclavas o "slaves". El coordinador envía un comando para interrogar a los esclavos, los cuales responden de manera controlada ejecutando las reglas del protocolo MAC para enviar una cierta información de prueba. Las motas están programadas para ejecutar los protocolos MAC, medir el tiempo (retardo) que necesitan para finalizar con éxito todas las transmisiones de datos al coordinador y su consumo de energía durante la transferencia de datos. Este consumo se mide mediante la herramienta powertrace de Contiki. Este trabajo se ha centrado en comparar los protocolos FSA-FB, FSA-noFB y CTA en términos de retardo y consumo energético. Se han obtenido y comparado medidas experimentales y resultados de simulaciones hechas con Cooja. A lo largo del proceso, se han identificado los problemas asociados a la implementación software, comparando los resultados teóricos y los simulados, y las complicaciones derivadas de la implementación real observando las diferencias entre los resultados simulados y los de la implementación real. Tanto los resultados obtenidos sobre el simulador Cooja cómo los resultados experimentales demuestran que el protocolo más eficiente en términos de retardo es FSA-FB cuando se dispone de una buena estimación del número de esclavos. Sin embargo, CTA y FSA-FB son más eficientes en términos de consumo energético en función del número de slots por trama. Para experimentos con un número reducido de slots, de 3 a 10, CTA se sitúa cómo el protocolo más eficiente, sin embargo, a partir de 10 slots por trama FSA-FB pasa a ser el más eficiente.