OP.1. Un primer vistazo a las Redes de Sensores Inalámbricos (RSI)OP2. ¿Qué son las Redes de Sensores Inalámbricos?
OP3. Redes de Sensores Inalámbricos ¿camino hacia un mundo compacto?
OP.4. Las Redes de Sensores Inalámbricos, características y funcionalidades.
1. Introducción
Resumen
El crecimiento de la tecnología, las nuevas aplicaciones y servicios han encontrado una eficaz alternativa de comunicación con la implementación de las redes de sensores inalámbricos, permitiéndonos compactar de forma eficiente el transporte de la data que se genera en todos los ambientes de nuestro entorno.
1. Introducción
Las Redes de Sensores Inalámbricas o WSN por sus siglas en ingles (Wireless Sensors Networks) surgen a partir del deseo de obtener un mayor control en los aspectos más relevantes en los ambiente que nos rodean, los mismos que influyen en el diario vivir de las personas, incorporando una mayor flexibilidad en el manejo de los datos adquiridos, es decir, captación, manipulación, comunicación, procesamiento y almacenamiento de los datos.
Este tipo de redes ha permitido el desarrollo de nuevos dispositivos y protocolos de comunicación para, en primer lugar, recopilar información correspondiente a los diferentes variables de nuestro entorno, como por ejemplo: medir los niveles de contaminación del aire, niveles de radiación solar, humedad del suelo, hasta monitorear el contenido del refrigerador en un hogar, entre otros. A continuación, las WSNs proceden a realizar la comunicación de al información para su procesamiento y de ser requerido se realice acciones a partir de su análisis, por ejemplo: la activación de riego en un sembrío al detectar una baja humedad en el suelo. Es así que, los límites para sus funcionalidades son ilimitados y quedan disponibles al requerimiento de cada proceso.
Fig.1. Aplicaciones de redes WSN. (from: https://bit.ly/2CDltbo)
2. Desarrollo
2.1. Redes de Sensores Inalámbricos
Primeramente, debemos comprender el concepto de las Redes de Sensores Inalámbricas, para esto imaginemos una red de pequeños computadores que trabajan comunicándose entre si para realizar una tarea común. Estas redes están configuradas con un conjunto de sensores de diferentes capacidades sensitivas que se comunican entre si mediante la formación de redes ad hoc con comunicación inalámbrica sin requerir una infraestructura física preestablecida. Esta capacidad, de fácil despliegue y con una funcionalidad auto-configurable ha permitido que se puedan incorporar en distintos entornos como en: la domótica, sectores industriales, ambientales, entre otros.
Otra de sus principales características es la gestión eficiente de energía lo que incrementa considerablemente su autonomía en comparación a otros tipos de sistema, permitiendo optimizar los recursos para su funcionamiento.
2.2. Funcionamiento
El funcionamiento de las WSN se estructura a partir del uso de dispositivos de bajo coste y consumo, estos dispositivos toman el nombre de nodos dentro de la red, estos se encargan de obtener la información requerida en un entorno establecido, procesarla de forma local y transmitirla mediante enlaces inalámbricos hasta el sistema central.
Los nodos configurados en las redes tienen la capacidad de realizar el reenvío de la información que receptan de sus pares para permitir un mayor despliegue y una comunicación más eficaz de sus datos.
Los dispositivos (nodos) son unidades autónomas que incorporan diversos sensores, los mismos que son configurados de acuerdo al requerimiento de los procesos que deben realizar, es así, que un mismo nodo puede monitorear diversas variables, por ejemplo: cantidad de luz, ruido, vibración, humedad, calidad del aire, etc. Esta información será procesada y transmitida de acuerdo a la configuración de la red, a su vez, los dispositivos también permiten la recepción de los datos para realizar nuevas tareas o reprogramar su funcionamiento.
Al encontrarse los nodos desplegados en extensas áreas de cobertura, la duración de sus baterías es un parámetro esencial para el correcto funcionamiento de la red, es por esto, que los dispositivos incorporan un funcionalidad de reposo, que les permite pasar a un modo “durmiente” (sleep) cuando no están realizando ninguna tarea, adicionalmente se incorporan sistemas de adquisición de energía como son celdas solares mejorando la autonomía de los dispositivos.
2.3. Aplicaciones
Fig.2. Uso de sensores inalámbricos en la agricultura. (from: www.miriego.com/?page=8)
Como anteriormente se comentó, las aplicaciones de las WSN son ilimitadas, su facilidad de implementación y la flexibilidad de la comunicación de sus datos, permiten su incorporación en diversos entornos, a continuación se plantean sus principales usos:
- Ambiental: Permiten abarcar grandes extensiones para el monitoreo de aspectos fundamentales como: densidad de lluvias, cantidad de luz, humedad de suelo, parámetros del agua, velocidad del aire, etc.
- SmartCities: Su autonomía y protocolos de comunicación permiten incorporar los dispositivos tanto en entornos públicos de las ciudades, como en los hogares, para medir diversas como podrían ser: temperatura, ruido, contaminación del aire, radiación solar, conteo y seguimiento de personas o vehículos, funcionamiento de dispositivos electrónicos, entre otros.
- Social: Los sensores también permiten a partir del procesamiento de los datos anticipar tareas o realizar recomendaciones en un entorno social, es decir, por ejemplo, el monitoreo del uso de dispositivos posibilita a partir de tareas pre-configuradas realizar funciones específicas que permitan mejorar el estilo de vida de los usuarios ya sea desde un enfoque individual en un hogar, hasta grupal como puede ser los habitantes de una comunidad.
- Medicina: Es un campo en constante investigación, donde a partir del monitoreo de variables vitales de las personas, como son: pulsaciones, presión, nivel de azúcar, entre otras, se podrá de forma continua implementar procedimientos que mejoren y prevengan afectaciones en la salud de los usuarios.
3. Conclusiones
La funcionalidad y características de las Redes de Sensores Inalámbricos las convierten en la solución más viable al momento de realizar el monitoreo de variables en áreas de cobertura extensas y donde se dificulta realizar conexiones físicas entre los dispositivos.
La autonomía de los dispositivos implementados permite estructurar las redes de forma dinámica, combinando diversas tareas y procesos de acuerdo a los requerimientos, permitiendo de esta forma por un lado, recopilar información de múltiples variables, y por otra, realizar actividades o tareas en función al procesamiento de los datos.
Implementar redes WSN para el monitoreo de diversas variables nos posibilita tener un registro actualizado de la información que se genera en nuestro entorno y permite realizar actividades o tareas oportunas que se encuentren enfocadas a mejorar el estilo de vida de las personas o comunidades.
El crecimiento en el uso de las redes WSN ha permitido el desarrollo de nuevos protocolos de comunicación inalámbrica que se enfocan en una configuración más flexible y eficiente, como por ejemplo, LoRaWAN que es una especificación desarrollada específicamente para estos sistemas, enfocada en dispositivos de baja frecuencia y que abarcan grandes coberturas.
