@unpublished{upm11073, school = {Industriales}, month = {March}, title = {Plataforma de Integraci{\'o}n Hardware-Software para Testbed de Redes de Sensores Inal{\'a}mbricas}, note = {Unpublished}, year = {2012}, url = {https://oa.upm.es/11073/}, author = {Mujica Rojas, Gabriel Noe}, abstract = {El campo de las redes de sensores inal{\'a}mbricas ha cobrado gran importancia en esta {\'u}ltima d{\'e}cada ya que se han abierto diversas l{\'i}neas de investigaci{\'o}n con el fin de poder llevar a la pr{\'a}ctica los conceptos y definiciones que envuelven el potencial de esta tecnolog{\'i}a, y que est{\'a} llamada a ser el futuro en la adquisici{\'o}n de datos de cualquier entorno f{\'i}sico de aplicaci{\'o}n, mediante una herramienta basada en la autogesti{\'o}n y desatenci{\'o}n durante largos periodos de tiempo, capacidad de tomar muestras cuando sea necesario a trav{\'e}s de nodos sensores que se caractericen por el ahorro de energ{\'i}a y que puedan ser capaces de trabajar de forma aut{\'o}noma durante meses, y que el car{\'a}cter inal{\'a}mbrico de la red a desplegar facilite las tareas de instalaci{\'o}n y mantenimiento. Ello requiere que las condiciones para que una red de sensores inal{\'a}mbrica sea la forma m{\'a}s viable de monitorizar un determinado entorno se base en ciertos requisitos de dise{\~n}o, como lo es la baja tasa de transferencia de datos por parte de los nodos (estos deben ser capaces de transmitir la informaci{\'o}n recolectada desde los sensores y luego permanecer dormidos hasta una nueva adquisici{\'o}n), hardware enfocado al bajo consumo de energ{\'i}a con el fin de evitar cambios en la fuente de energ{\'i}a (bater{\'i}as) durante largos periodos de tiempo, adaptabilidad al entorno de aplicaci{\'o}n, flexibilidad y escalabilidad de la red si la aplicaci{\'o}n hace necesario la inclusi{\'o}n de nuevos nodos o la modificaci{\'o}n de los ya existentes, sin que ello suponga mayores dificultades en su desarrollo e implementaci{\'o}n. El Centro de Electr{\'o}nica industrial de la Universidad Polit{\'e}cnica de Madrid se incluye dentro de este {\'u}ltimo grupo, donde se ha dise{\~n}ado una completa plataforma hardware para redes de sensores inal{\'a}mbricas, con el fin de investigar las potencialidades, dificultades y retos que supone el realizar un despliegue de nodos inal{\'a}mbricos en cumplimiento de caracter{\'i}sticas primordiales como autonom{\'i}a, flexibilidad y escalabilidad de la red, adem{\'a}s de la autogesti{\'o}n de los dispositivos que forman parte de ella. El presente trabajo de investigaci{\'o}n se centra en cubrir estas necesidades, por lo que su principal objetivo es la creaci{\'o}n de una plataforma de integraci{\'o}n hardware-software que permita explotar todas las potencialidades de la arquitectura Cookies a trav{\'e}s de una herramienta que facilite el despliegue, control y mantenimiento de una red de sensores inal{\'a}mbrica, con el fin {\'u}ltimo de contar con un sistema total para el prototipado r{\'a}pido de aplicaciones, soporte de pruebas de nuevos desarrollos y la posibilidad de implementaci{\'o}n de dicha plataforma en cualquier entorno real, siendo s{\'o}lo necesario realizar peque{\~n}os ajustes desde el m{\'a}s alto nivel de abstracci{\'o}n para que el sistema sea capaz de adaptarse por s{\'i} solo. Para cumplir tales prop{\'o}sitos y lograr una completa integraci{\'o}n del sistema conjunto, ha sido necesario fijar principalmente tres l{\'i}neas de trabajo que se enmarcan dentro de los objetivos espec{\'i}ficos del presente proyecto, las cuales se detallan a continuaci{\'o}n: Bibliotecas Software modulares: Basada en la filosof{\'i}a de modularidad y flexibilidad de la plataforma hardware, se hace imprescindible primeramente contar con una plataforma software para el control de todos y cada uno de los elementos que componen al nodo Cookie, a partir de bloques funcionales que permitan gestionar desde el n{\'u}cleo de procesamiento principal todas las caracter{\'i}sticas de la plataforma. Esto permitir{\'a} asegurar el control de los recursos hardware y facilitar la utilizaci{\'o}n de la plataforma desde un nivel m{\'a}s alto de abstracci{\'o}n, s{\'o}lo con la configuraci{\'o}n de par{\'a}metros estandarizados para el funcionamiento de la misma. Perfil de aplicaci{\'o}n Cookies: Despu{\'e}s de contar con bloques software que permitan controlar las caracter{\'i}sticas de bajo nivel del nodo inal{\'a}mbrico, es necesario crear una herramienta para la estandarizaci{\'o}n de la forma en la que se comunican los dispositivos a nivel de aplicaci{\'o}n, con el fin de gestionar las caracter{\'i}sticas y atributos de los nodos sensores de forma remota y facilitar el entendimiento entre ellos. Para ello, es necesario fijar ciertas directivas y reglas que permitan homogeneizar la gesti{\'o}n de tareas asociadas a los nodos Cookies, a trav{\'e}s del dise{\~n}o de un perfil de aplicaci{\'o}n. Testbed para redes de sensores: Como resultado de las dos l{\'i}neas anteriores de trabajo, la idea es contar con un instrumento que permita realizar pruebas reales haciendo uso de la plataforma de integraci{\'o}n HW-SW, a partir de la gesti{\'o}n de todas las caracter{\'i}sticas y potencialidades que ofrece el perfil de aplicaci{\'o}n creado y as{\'i} facilitar el desarrollo de prototipos para aplicaciones basadas en redes de sensores inal{\'a}mbricas, de forma r{\'a}pida y eficiente. En este sentido, la idea es contar con un banco de pruebas basado en un despliegue de nodos Cookies que pueda ser controlado desde un ordenador central a trav{\'e}s de una interfaz de usuario, desde el cual se lleva a cabo la monitorizaci{\'o}n y actuaci{\'o}n sobre la red inal{\'a}mbrica. Con el fin de lograr todos los objetivos planteados, ha sido necesario realizar un exhaustivo estudio de la plataforma hardware descrita anteriormente con el fin de conocer la forma en la que interact{\'u}an cada uno de los elementos incluidos en los nodos, as{\'i} como la arquitectura y filosof{\'i}a de los mismos, para poder llevar a cabo la integraci{\'o}n con el software y, como se ver{\'a} m{\'a}s adelante, realizar ajustes en el hardware para poder implementar correctamente las funcionalidades dise{\~n}adas. Por otro lado, ha sido necesario analizar las caracter{\'i}sticas de la especificaci{\'o}n ZigBee y, sobre todo, las propiedades que posee el m{\'o}dulo de comunicaciones que incluye la plataforma hardware, el ETRX2, con el fin de poder realizar una configuraci{\'o}n y gesti{\'o}n adecuada de los nodos a trav{\'e}s de la red inal{\'a}mbrica, aprovechando las posibilidades y recursos que ofrece dicho m{\'o}dulo.} }