Veins: el simulador de redes de vehículos

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En los últimos días os hemos estado hablando de la idea de introducir redes de sensores en las redes vehiculares. Esta idea que está comenzando a ser realidad no podría llevarse a cabo sin las herramientas necesarias de diseño, implementación y tests. Una de las más prometedoras es el simulador Veins. Se trata de un entorno de test que utiliza el conocido simulador Omnet++ como base y le incluye todas las funcionalidades para crear escenarios de vehículos.

Veins cuenta con el código para crear escenarios, nodos embarcados en vehículos (OBU) y nodos en la carretera (RSU). Para ello contiene el protocolo WAVE del que ya os hemos hablado anteriormente. Veins puede ser instalado en Windows, Mac OS y Linux. Nosotros lo hemos probado en Linux y el proceso de instalación, aunque un poco largo, es sencillo siguiendo su tutorial. Para su funcionamiento se apoya en otra herramienta llamada SUMO, que es un simulador de tráfico. Con él podremos crear rutas de tráfico, distintos caminos, mapas, y hasta tipos de vehículos.

Una vez tengamos Veins, SUMO y Omnet++ instalados podremos empezar a ver los tutoriales que el propio programa integra. A partir de ahí el desarrollador es que debe coemnzar a generar sus propios módulos y código.

Redes de vehículos con WSN: Introducción

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La creciente infraestructura de transportes por carretera y el creciente número de vehículos en las ciudades y autopistas está provocando ciertos problemas de control, seguridad y saturación que tienen que ser atajados. Una de las soluciones más prometedoras y que se está imponiendo son las redes vehiculares. Estas redes engloban varios términos muy conocidos actualmente como Vehicular AdHoc Network (VANET) o Intelligent Transport System (ITS). Las redes vehiculares son una de las tecnologías más importantes para implementar aplicaciones relacionadas con vehículos, tráfico, pasajeros y peatones. Las aplicaciones van desde el control inteligente de los semáforos hasta la detección de accidentes en carreteras interurbanas. Para realizar esto, hay varios elementos en el sistema, que se muestran en la siguiente figura.

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Existen dos dispositivos básicos en la red: las Road Side Units (RSUs) y las On Board Units (OBUs). Las RSUs son unidades situadas en el entorno de la carretera que sirven como infraestructura de apoyo a las comunicaciones y también pueden tener funciones de control y actuación. Las OBUs son unidades embarcadas dentro de los vehículos que permiten compartir la información del mismo con el resto del sistema. Las comunicaciones entre vehículos de denominan V2V y las comunicaciones entre vehículo e infraestructura se llaman V2I. Aparte de estos dos elementos básicos, pueden existir otros elementos para soporte de comunicaciones, seguridad y control.

El laboratorio B105 ha trabajado en varios proyectos relacionados con las redes VANETs, como Easysafe, Sensoriza o All in One. En todos estos proyectos las redes de sensores inalámbricas (WSNs) juegan una parte muy importante debido a sus características. En el futuro se espera que esta linea de desarrollo e investigación siga siendo cada vez más importante.

En los próximos artículos de esta sección comentaremos mejor estas redes, sus protocolos, sus retos y el por qué las WSNs pueden ser un gran complemento a los desarrollos actuales.

[1] H. Hartenstein and K. P. Laberteaux, “A tutorial survey on vehicular ad hoc networks,” IEEE Commun. Mag., vol. 46, no. 6, pp. 164–171, Jun. 2008.
[2] G. Karagiannis, O. Altintas, E. Ekici, G. Heijenk, B. Jarupan, K. Lin, and T. Weil, “Vehicular networking: A survey and tutorial on requirements, architectures, challenges, standards and solutions,” IEEE Commun. Surv. Tutorials, vol. 13, no. 4, pp. 584–616, 2011.

3D Sheet: Study of the feasibility of appearance inspection systems applied to car manufacturing

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The goal of this project is the study of the feasibility of appearance inspection techniques applied to car manufacturing. During the assembly process in the factory and later stages some defects can be produced. This problem can cause important losses of money to the company and dissatisfaction in the client. Therefore, as soon the defect is detected in the supply chain the easier the solution for both parts. However, the detection of defect in the sheet in a difficult challenge.

Currently, the inspection process is made by skilled personnel. However, this project tries to install a support system that detects these failures automatically within the work cycle (1 minute/car).

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The B105 ESL has proposed the study of a low cost 3D scanner. Using two cameras and one projector it can be obtained pictures and the object reconstruction with a high precision. The system is low cost because only used two current cameras and one projector.  The last part is a open software based on the European project 3D Underworld.

 

 

 

Pruebas de detección de vehículos en la A-1 para el proyecto Easysafe

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El paso día 26 fuimos a realizar pruebas para el proyecto Easysafe. La hubicación de las pruebas la autovía A-1 en el kilómetro 111. En él se realizaros varios test enfocados a la detección de vehículos, personas y fauna en la carretera. Esto se realizó por medio de varios tipos de acelerómetros y un magnetómetro sitiados fuera del asfalto. Como se puede apreciar en las fotografías, los sensores fueron colocados en el quitamiedos, a una distancia bastante lejana de loos vehículos y aun así las medidas han sido satisfactorias. A partir de ahora, el trabajo se centrará en el algoritmo para discriminar el tipo de vehículo, animales y personas.

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Solemne Acto Académico de Investidura de Doctores

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Como cada año por enero, se ha celebrado el Solemne Acto de Investidura de Doctores de la Universidad Politécnica de Madrid. Este año, debido a la gran cantidad de tesis defendidas por la extinción de uno de los planes de doctorado, el acto se ha celebrado en cada una de las escuelas. Además, en esta ocasión el B105 ha estado bien representado por dos nuevos doctores, Elena y Javi, que defendieron sus tesis en noviembre de 2015. El acto ha sido sencillo, con discursos de las autoridades pertinentes y la entrega del anillo y diploma a cada uno de los nuevos doctores. ¡Esperemos tener de aquí y en adelante siempre representación en estos eventos!

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Artículo aceptado en la EWSN 2017

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Los días 20, 21 y 22 de febrero de 2017 se celebrará en Upsala (Suecia) la Conferencia Internacional Embedded Wireless Systems and Networks (EWSN 2017).  En ella, el miembro del B105 Ramiro Utrilla presentará su artículo “A hybrid approach to enhance cognitive wireless sensor networks with energy-efficient software-defined radio capabilities“. En concreto, este trabajo, enmarcado dentro de su tesis y cuyos co-autores han sido Alba Rozas, Javier Blesa y Alvaro Araujo, ha sido aceptado en el Workshop Next Generation Platforms for the Cyber-Physical Internet (NextMote).

En primer lugar, el artículo propone una metodología híbrida de operación para redes inalámbricas de sensores cognitivas (CWSN) que consiste en que los nodos de dicha red exploten la tecnología de radio definida por software (SDR) para llevar a cabo aquellas acciones que estrictamente requieren su alta flexibilidad, empleando transceptores tradicionales de función específica, que demandan menos recursos del nodo, para las tareas restantes. A continuación, se presenta la arquitectura y los principales componentes electrónicos de una plataforma capaz de operar según esta metodología. Esta solución constituye una reducción significativa del consumo de energía en comparación con los sistemas SDR de bajo consumo existentes, manteniendo al mismo tiempo la funcionalidad necesaria para la investigación en CWSNs.

Esperamos que nuestro trabajo sea de interés para la comunidad y que la asistencia al congreso sea una gran experiencia de la que traernos nuevas ideas y contactos de interés para el grupo.

Heimdall y Cerberus, el nuevo dispositivo cognitivo de redes de sensores

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En el B105 Electronic Systems Lab siempre estamos desarrollando nuevos dispositivos electrónicos, ya sea para redes de sensores inalámbricas, sistemas empotrados u otras aplicaciones. Esta vez el desarrollo ha sido enfocado a una red de sensores muy versátil, que pueda servir de base para distintos proyectos dentro de nuestro laboratorio. Así, el nodo de esta red está formado por dos PCBs: Heimdall y Cerberus.

Heimdall dispone del microcontrolador STM32, de sensores de temeperatura, dos acelerómtros, leds, pulsadores, conector micro USB y slot de tarjeta micro SD. La otra placa, llamada Cerberus, es la encargada de las comunicaciones inalámbricas. Dispone de tres transceptores radio, dos Spirit1 y un cc2500. De esta manera, el nodo dispone de una gran versatilidad de comunicaciones, pudiendo transmitir en tres bandas ISM (433 MHz, 868 MHz y 2400 MHz).

El objetivo de este desarrollo es que este nodo pueda ser utilizado para distintas aplicaciones de WSNs o radio cognitiva, pero también por los nuevos compañeros que se han unido al B105 para desarrollar sus TFGs o TFMs.

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“A security scheme for wireless sensor networks” aceptado en el Globecom 16

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Como ya os comentamos hace unos días la visita de nuestro compañero Hacene Fouchal fue muy productiva. Una de las actividades que realizamos fue un artículo para el congreso Globecom’16 y por el gran trabajo realizado, el artículo ha sido aceptado.

El artículo propone un nuevo sistema de seguridad para redes de sensores inalámbricas (WSNs) que asegura la autenticación de los nodos aunque no tengan acceso a una autoridad de certificados. EL congreso se celebrará del 4 al 8 de Diciembre en Washington. Esperemos que sea una gran experiencia para Hacene.

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Robot minero: desarrollo de un sistema prototipo automatizado de perforación vertical de barrenos para su aplicación en la industria minera

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La minería en España presenta, en las últimas décadas, un déficit de desarrollo tecnológico muy importante. Son muy pocas las aportaciones novedosas a este área que conserva, en muchos casos, técnicas manuales o mecánicas para el desarrollo de la labor. Por ejemplo, durante estos años se ha recurrido a métodos de explotación tradicionales, caros, con poca o ninguna modernización, inseguros y de bajo rendimiento. Por otro lado, los depósitos de minerales se depositan como filones o venas estrechas, de 1 a 1,5 metros. Estos filones son un recurso primario muy importante, pero representan un desafío tecnológico complejo. Todo esto hace que la mejorar de la explotación y la seguridad en la minería sea un campo a mejorar.

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Mina de San Finx Flickr: divadar01

Este proyecto pretende desarrollar un robot que asista en la realización de tareas en la obra, como perforaciones, y que monitorice el ambiente de la mina para mejorar la seguridad. Esto se puede realizar mediante sensores de gases y otros parámetros, como la humedad o la temperatura.

Los datos del proyecto son los siguientes:

Título: Robot minero: Desarrollo de un sistema prototipo automatizado de perforación vertical de barrenos para su aplicación en la industria minera
Duración: 2015-2017
Consorcio: Valoriza Minería y Universidad Politécnica de Madrid.
Entidad financiadora: Valoriza Minería a través de CDTI.

Logo CDTI-MINECO con Gill Sans

Easysafe – Sistema de alarma precoz para la seguridad en la carretera

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La seguridad vial es una de las mayores preocupaciones actualmente y por ello, desde las instituciones y empresas se está fomentando la investigación y el desarrollo de nuevos sistemas que mejoren este aspecto. El B105 participa en este proyecto de cara a mejorar la seguridad mediante la electrónica, la sensorización y las comunicaciones inalámbricas.

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El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un innovador sistema comercializable y de bajo coste, basado en nodos inalámbricos con capacidades cognitivas capaz de mejorar la seguridad de las infraestructuras y con ello, disminuir el número de fallecidos. Para su diseño se partirá de las siguientes premisas: Elevada autonomía, bajo coste y elevada versatilidad, de tal forma que, tras el éxito en su desarrollo, este sistema pueda disponer de una aplicación mucho más amplia. Dentro del presente proyecto, vamos a desarrollar e implementar, como punto de partida, un sistema capaz de dar una solución real a las tres problemáticas que detallamos a continuación, que poco a poco, irá cubriendo otras necesidades:

  1. Presencia de fauna en calzada.
  2. Vehículos que circulan en sentido contrario.
  3. Cruces en las que la vía prioritaria tiene una baja IMD.

Este proyecto cuenta con la participación de Valoriza Conservación de Infraestructuras, el B105 Electronic System Labs y Allianz. La entidad financiadora es el Ministerio de Economía y Competitividad.

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