Diseño y desarrollo de una red Inalámbrica de sensores para la creación de smart cities y su integración en la infraestructura pública de iluminación PDF Download

Author: Jordi Vilaseca Posa
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Languages : es
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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.