A Methodology for Choosing Time Synchronization Strategies for Wireless IoT Networks

This summer we have published a new article about time synchronization for wireless sensor networks, applied to the field of IoT, in Sensors Open Access Journal. This journal has these statistics:

  • 2018 Impact Factor: 3.031
  • 5-year Impact Factor: 3.302
  • JCR category rank: 15/61 (Q1) in ‘Instruments & Instrumentation’

This article belongs to the Special Issue Topology Control and Protocols in Sensor Network and IoT Applications.

This article has a direct relationship with the thesis of our colleague Francisco Tirado-Andrés. This thesis investigates a methodology, and associated tools, to make it easier for all researchers to choose time synchronization protocols for specific WSNs.

For more information about this article please visit MDPI webpage.

PFC: Analysis and Design of a Control and Management System of the Integrity and Load of Trains in the Underground Work based on a Wireless Sensor Network (WSN)

Building or remodelling large underground areas, such as tunnels, are very complex
projects where there are some very specific needs and dangers.
Historically it has been considered that tunnels were dangerous places and therefore it
was inevitable that fatal accidents took place during construction works. In fact, there
have been many casualties in tunnels under construction. However, nowadays, tunnel
safety is an essential aspect all over the European countries and particularly, in Spain.
Also, it is equally important the construction work management during construction
phase: effective management of resources (workers, raw materials, tools, etc.) within
the tunnel and the machinery involved, with the ultimate goal to improve the
effectiveness and efficiency of the construction site. Most of the mentioned resources
are moved by trains, due to their great ability to transport huge amount of materials
using less time/effort.

 

Many of the measures taken in tunnels, and particularly on trains dedicated to this kind of works, are done manually and with the constant intervention of operators and maintenance personnel which may, in some cases, lead to errors, planning delays and as a result, to increase the final cost of the work. In the case of traffic control and railway equipment inside tunnels, mechanisms for monitoring and management are scarce and usually insufficient for proper operation; these environmental, structural and traffic control mechanisms, become critical during indoors construction work.

Therefore it is necessary the development of a system able to: firstly, immediately detect any problem in the train or in the tunnel infrastructure, react quickly and mitigate effectively the possible consequences; and secondly, able to manage train traffic, detecting at all times the position of each train or other machinery(such as trucks) accurately and safely. The system shall manage and act effectively and quickly with all those measures, parameters and location coordinates.

The first objective of this project was to provide key solutions for wireless seamless connectivity and interoperability in rail tunnel infrastructures by considering everyday physical environments of trains which will significantly contribute to decrease incidents and accidents at work, as well as to the optimization of the works of the rail machinery in terms of time, project costs and operation and maintenance of the equipment and facilities.

As a result of the project, it was implemented a prototype capable of managing freight trains at construction work sites, able to prevent disasters and accidents at building (or refurbishment) stage in large underground areas such as tunnels.

The solution designed and developed is able to reduce the effort and time required for integrating WSN solutions and services into tunnel works, railway safety-related and multipurpose systems, and to reduce maintenance costs of on-board WSN services by providing a single general integration indoor platform for wireless sensors and wireless communication services, with centralized and standard interfaces for existing systems.

Certificación del proyecto Lázaro ante el CDTI

Hoy hemos recibido la visita del CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial) para certificar nuestro proyecto Lázaro. Este proyecto se ha realizado junto a Valoriza Servicios a la Dependencia y ha constado de dos partes muy diferenciadas. Por un lado debía desarrollarse un sistema de monitorización para residencias, en el que fuera posible medir parámetros biométricos de los residentes así como controlar forma domótica las estancias a través de una red de sensores. La segunda parte del proyecto tenía como objetivo desarrollar un sistema automático de detección y caracterización de barreras arquitectónicas. La certificación ha sido exitosa ya que se han cumplido los objetivos marcados de manera satisfactoria y se ha determinado la usabilidad del sistema en entornos reales.

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Dentro del primer subobjetivo, realizado por davidtrc, se ha diseñado y fabricado una pulsera wearable capaz de medir temperatura, ritmo cardiaco y saturación de oxígeno. Además se ha desarrollado una aplicación Android, que recoge y muestra los datos obtenidos por la pulsera y es capaz de gestionar múltiples pacientes y usuarios.

En el contexto del segundo subobjetivo, llevado a cabo por albarc, se ha desarrollado una aplicación Android basada en la plataforma Google Tango de visión artificial y realidad aumentada. Mediante esta aplicación, los inspectores de residencias pueden automatizar la labor de medir y caracterizar los edificios en lo que respecta a su accesibilidad. Particularmente la aplicación es capaz de medir la inclinación de rampas de acceso y la anchura de puertas, ascensores y entradas.

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Oferta TFG curso 2017/2018 2º semestre

Os presentamos la oferta de TFGs del segundo semestre de este curso 2017/18. Lamentablemente hemos tenido muchas solicitudes durante el cuatrimestre anterior y tenemos el laboratorio casi lleno, por lo que solo presentamos una oferta en esta convocatoria. Si estáis interesados por favor enviadnos un correo electrónico a la dirección que aparece en la oferta. Igualmente si tenéis cualquier duda podéis enviarnos un correo o pasaros por el laboratorio en cualquier momento. Se aceptarán solicitudes hasta el lunes 19 de febrero incluido.

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Os esperamos!

Redes de vehículos con WSN: dispositivos y protocolos

Como comentamos en el anterior artículo de esta serie, los dispositivos básicos que forman una red de vehículos son las Roadside Units (RSUs) y las On Board Units (OBUs). Estos dispositivos cuentan con los protocolos de comunicaciones programados para poder crear una red. Actualemente no existe una gran variedad de fabricantes o modelos. Entre los fabricantes de RSUs encontramos algunas empresas como Arada, NXP o Cohda. Debido a la escasez de empresas fabricantes, a los pocos proyectos pilotos y a lo cerrado de los protocolos, el precio de estas unidades se ha disparado. Lo mismo ocurre con las unidades OBU. De estas últimas ha sido aun más difícil encontrar información debido a la opacidad de las empresas del sector automovilístico. Sin embargo, hace poco salió a la luz una nuava tarjte apara estas OBU de la marca Nvidia, la Drive PX Pegasus, de la que podemos ver sus características.

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El alto coste de estos dispositivos es uno de los mayores problemas para el desarrollo a gran escala de redes vehiculares. Sin embargo, frente a esta limitación encontramos el primer nicho en el que las WSNs podrían tener cabida en estas redes de vehículos.

Todos estos dispositivos necesitan un protocolo de comunicaciones para poder ejecutar sus funciones. Dentro de todos los protocolos que se llevan implementando desde hace más de 15 años, el protocolo WAVE, wireless access in vehicular environments, es el que se está imponiendo. En realidad el protocolo WAVE, está formado por el estándar 802.11p, que define las capas física y de acceso al medio, y el protocolo 1609 que define las capas superiores. Como resumen simplificado el protocolo WAVE, pensado específicamente para las redes vehiculares, afronta varias características limitantes como son:

  • Coberturas de hasta 1000 metros
  • La alta velocidad de los vehículos
  • Entornos muticamino
  • Múltiples redes solapadas en el espacio con una gran calidad de servicio
  • La naturaleza de las aplicaciones
  • Un tipo de mensaje específico

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Con estos requisitos, se ha dotado al protocolo WAVE de las siguientes características:

  • Canales de 10 MHz, que pueden transmitir la mitad de información que WiFi
  • Hay 6 canales de servicios (SCH) y uno más de control (CCH)
  • Modo único Ad Hoc
  • Direcciones MAC aleatrorias
  • Gran precisión de la señal RSSI
  • Modulación 16 QAM para entornos de movilidad
  • Control de prioridades
  • Control de potencia

Con los dispositivos previamente mostrados y con el protocolo WAVE se pueden conseguir implementar VANETs. Sim embargo, como hemos comentado su coste ha limitado el desarrollo de más prototipos. Pero no solo el coste es la limitación. Otros problemas, que veremos en el siguiente artículo, deben ser resueltos para que las VANETs sean realidad.