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

wave stack 2

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.

Redes de vehículos con WSN: Introducción

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.

VANET-Architecture

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.

Becas Cátedra Kairós 2017/2018

A finales del pasado curso se creó la Cátedra Kairós como colaboración entre la empresa Kairós Digital Solutions y los Grupos de Investigación “B105 Electronic Systems Lab” e “Internet de nueva generación“.  Como primera actividad para este curso se acaba de abrir una convocatoria de becas cuyas bases pueden consultarse en el siguiente link.

Becas_Kairos_09_2017

Los interesados en alguna de las becas deberán enviar un correo electrónico a cualquiera de las siguientes direcciones octavio.nieto-taladriz@upm.es o juaquin.salvachua@upm.es con las siguiente información:

  • Cover letter
  • Curriculum Vitae
  • Beca/s en las que estás interesado y la motivación.
  • Situación actual del candidato: curso, asignaturas pendientes, limitaciones de horarios, interés en realizar TFG, TFM, Prácticas en Empresa, etc.

Información de interés:

  • Fecha límite de recepción de la documentación: 18 de Septiembre de 2017
  • Fecha estimada de inicio de las becas: 26 de Septiembre de 2017

Vuelta al cole 2017

Tras el parón vacacional, en el B105 estamos desde hace algunas semanas regresando a la actividad normal.

Durante estas semanas pasadas de vacaciones los planes que hemos hecho los diferentes miembros del grupo han sido muy variopintos. Viajes turísticos por Europa, inmersiones submarinas, planes de playa, montaña, salidas en bici, noches pasadas a la intemperie bajo un manto de estrellas y siempre buena comida son algunos ejemplos. Momentos que ahora recordamos con entusiasmo por haberlos disfrutado y con un poquito de nostalgia también.

En este nuevo curso, y como todos los anteriores, tenemos nuevos retos con los que seguir aprendiendo y creciendo como grupo de investigación. Además cada curso que empieza conseguimos afrontar proyectos en campos en los que la electrónica está cada vez más presente y que son nuevos para nosotros.

Esta componente de “novedad” en nuestra actividad es algo que a todos los que formamos el grupo nos resulta altamente motivadora porque nos obliga a escapar de nuestra zona de confort y mantenernos activos desde un punto de vista de incorporar soluciones creativas.

Nuevos monitores personales para aumentar la seguridad de trabajadores, digitalización en 3D de piezas para la detección automática de imperfecciones, nodos adaptados a las nuevas redes NB-IoT y otros muchos retos individuales y colectivos nos esperan este nuevo curso que se suman a los que ya tenemos. Recordar también la importancia que le damos a nuestra actividad docente así como a la investigadora que realizan nuestros doctorandos con un gran esfuerzo y dedicación.

Tenemos los pies en la tierra y sabemos que el camino hasta el próximo verano será complicado. En este camino, como todas las temporadas, trabajaremos, investigaremos, innovaremos, unas veces nos equivocaremos y otras acertaremos pero siempre tendremos presente cual es nuestro objetivo. Un objetivo que desde los “no jefes” del grupo siempre se nos ha inculcado desde hace muchos años. Y un objetivo que llevamos impreso en las dos caras de nuestra camiseta:

FAILURE IS NOT AN OPTION

 

Becas Cátedra BQ 2017/2018

Un curso más continúa la colaboración del B105 con BQ. Dentro de las actividades de la cátedra BQ se contempla el establecimiento de un programa de becas en áreas de interés para la empresa y que complementen el proceso formativo de los estudiantes.

Por lo tanto, se lanza esta convocatoria de becas para el curso académico 2017/2018 (ver documento adjunto).

C20172018-ConvocatoriaBecasCBQ

Los interesados en alguna de las becas deberán enviar un correo electrónico a la dirección  catedra.bq.upm@bq.com con la siguiente información:

  • Asunto: [Becas Cátedra  BQ].
  • Curriculum Vitae.
  • Beca/s en las que estás interesado y la motivación.
  • Situación actual del candidato: curso, asignaturas pendientes, limitaciones de horarios, interés en realizar PFC, TFG, TFM, Prácticas en Empresa, etc.

Información de interés:

  • Fecha límite de recepción de CV: 13 de Septiembre de 2017.
  • Fecha de inicio de las becas: Preferiblemente 18 de Septiembre de 2017.

Os esperamos!