Universidad de Cuenca

Sistemas DistribuidosRedes de sensores Ambientales

Felipe AstudilloCristina Lopez

INTRODUCCIÓN

• Una red de sensores inalámbricos, es una red inalámbrica que consiste en dispositivos distribuidos espaciados autónomos utilizando sensores para monitorear condiciones físicas o ambientales. Un sistema WSN incorpora un gateway que provee conectividad inalámbrica de regreso al mundo de cables y nodos distribuidos. El protocolo inalámbrico que seleccione depende en los requerimientos de la aplicación.

Inteligencia Ambiental• La Inteligencia Ambiental busca que las personas coexistan

con las máquinas de una manera cómoda e imperceptible a manera de organismos inteligentes estas máquinas logran facilitar la vida de los usuarios, es decir las personas se verán envueltas en un entorno y serán asistidas por inteligentes e intuitivos interfaces embebidos en objetos cotidianos que se comunicarán entre sí.

Necesidades de la Inteligencia Ambiental

• Requiere de gran cantidad de información procesada• Ubicuidad (estar presente en todas partes)• Transparente al Usuario• Para satisfacer estas necesidades la Inteligencia

Ambiental integra el concepto de redes de sensores inalámbricos.

Redes inalámbricas de sensores (Wireless Sensor Networks)

• Una red de sensores (del inglés sensor network) es una red de ordenadores pequeñísimos “nodos”, equipados con sensores, que colaboran en una tarea común.• Las redes inalámbricas de sensores también entran en el tema de la

Inteligencia Ambiental, el cual es un concepto nuevo en computación que tiene como objetivo la creación de una serie de objetos de uso cotidiano con cualidades interactivas "suaves" y no invasivas, también la interacción inteligente entre máquina y usuario. • Las redes de sensores tienen como objetivo dotar a objetos de

capacidades de adquisición de información, procesamiento y comunicación con el fin de brindar un mejor servicio a los usuarios mediante la interacción entre estos dispositivos.

• Se basa en dispositivos de bajo coste y consumo (nodos), estos dispositivos tienen la capacidad de obtener información del medio, procesarla y comunicarla a través de algún medio inalámbrico, esta información llega hasta un nodo central que es el encargado de coordinarlos.

• La red de sensores inalámbricos está formada por varios dispositivos que son distribuidos espacialmente, que por lo general utilizan sensores para controlar ciertas condiciones en distintos lugares, como puede ser la temperatura, la vibración, la presión, el sonido, contaminantes, etc. Los sensores pueden ser fijo o móviles.

• Poseen un modo sleep, ya que estos dispositivos requieren de una batería para funcionar, lo que ayuda a la conservación de la energía para evitar que un nodo quede inservible.• Las redes de sensores se caracterizan por ser redes

desatendidas, ósea sin intervención humana ya que poseen capacidades de; autodiagnóstico, auto configuración, auto organización, auto restauración y reparación.

Elementos de una red de sensores inalámbrica

Existen dos enfoques:• Sensores, radiotransmisores y micro-controladores,

integrados en un solo dispositivo

Arquitecturas de un sistema WSN• Existen dos arquitecturas:• Arquitectura centralizada: los nodos se comunican

únicamente con la Gateway

• Arquitectura distribuida: los nodos solo se comunican con otros sensores dentro de su alcance, aquí los nodos cooperan entre sí y ejecutan algoritmos distribuidos para obtener una única medida global que el nodo central usa para transmitir a la estación base y además usan su capacidad de cómputo para elaborar medidas.

Dentro de la Inteligencia Ambiental se aplican estos conceptos y es así que tenemos aparte de la computación ubicua, características como:

• Interfaces naturales• Interfaces multimodales: los inputs de estas interfaces son múltiples y

naturales (habla, gestos, tacto…) y la respuesta de igual manera.• Interacción Human-Like (Natural): la voz entre las comunicaciones

hombre máquina.• Biométrica y reconocimiento de usuarios: reconocimiento e identificación

en tiempo real de los ocupantes de un espacio mediante características biométricas como la voz, altura, iris, gestos, huella digital, etc.

• Computación afectiva: hace referencia al hecho de poder reconocer expresiones y emociones con el fin de generarlas en el ordenador.• Sensorización Inteligente: la miniaturización hace posible el integrar

redes de sensores, electrónica integrada en tejidos para monitoreo corporal, etc.

 ¿Que puedo hacer con Inteligencia Ambiental?

• Monitoreo del bienestar físico y mental de una persona• Participación activa del individuo en su salud, esto es posible a

los sistemas embebidos los cuales implementados correctamente orientan a la persona en la forma de manejar sus alimentos, su ejercicio, etc.• Acceder a servicios en cualquier logar y en cualquier momento• Casas inteligentes• Ayuda en rutinas diarias.

Aplicaciones

• Monitoreo del medio ambiente: monitorización del tiempo atmosférico, Georeferenciación, análisis de factores medioambientales en zonas de riesgo.

• Agricultura de precisión: control de condiciones climáticas, recolección de datos sobre el terreno, control de riesgos, suministro de datos para agricultores, cálculo de insumos y agua.

• M2M: guía automática de vehículos, controles robotizados, control de procesos.

• Servicios de Automatización: invernaderos, alimentación de animales.• Control de seguridad ante posibles intrusos• Monitoreo de pacientes internados.

Aplicaciones

Video sobre Inteligencia Ambiental

• https://www.youtube.com/watch?v=8DP9J3xfp9Y

Referencias

• http://es.slideshare.net/yerartSlide/uimp-redes-de-sensores-fundamentos-y-aplicaciones• http://185.5.126.23/innowiki/index.php/Inteligencia_ambiental• http://www.mfbarcell.es/conferencias/wsn.pdf