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.

Poster about Methodology for implementation of Synchronization Strategies for Wireless Sensor Networks

On the occasion of the II edition of the Symposium “Tell us your thesis” organized by the Universidad Politécnica de Madrid I created a poster summary of my thesis.

Both the thesis and the poster are entitled “Methodology for implementation of Synchronization Strategies for Wireless Sensor Networks“.

In the poster I intend to explain the process that every researcher and/or developer must carry out to add synchronization tasks to his Wireless Sensor Network.

180216 Methodology for implementation of Synchronizatoin WSN
Methodology for implementation of Synchronizatoin WSN

First of all it is needed to know what is the objective of the user application in which we want to add temporary synchronization.

Based on the application we will have some requirements to fulfill. That is, each application will have different requirements regarding timing, maximum permissible error regarding temporal precision or accuracy, network topology, message distribution method, battery consumption and life time objectives, hardware resources of different nature and different price, etc.

Since there are many options and possible ways, a methodology is needed that helps the researcher and/or developer to obtain a solution, in order to achieve a time synchronization in their wireless sensor networks, which is adapted to the needs of the application.

The development of this methodology is the objective of this doctoral thesis.

Download the poster with full resolution [PDF 18 MB]

Tests de Funcionamiento de un Sistema de Monitorización de Estructuras

Derivado de un proyecto realizado junto con la escuela de caminos (ETSICCP), entre otros miembros, estamos realizando una colaboración con dicha escuela para finalizar el desarrollo de un sistema de monitorización de estructuras inalámbrico.

El sistema consiste en varias PCBs, cada una de las cuales tiene un objetivo diferente. Por poner algunos ejemplos, hay una PCB para alimentación del sistema, otra para adecuar la señal procedente de los sensores, otra para digitalizar las señales ya adecuadas, etc.

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Imagen del sistema usado para pruebas.

Tras haber realizado múltiples pruebas en el laboratorio y tener montado y testado un sistema cuasi-final nos hemos desplazado de visita a la ETSICCP para hacer unas pruebas con nuestros compañeros “camineros” Jaime y Jose Manuel.

Estas primeras pruebas que hemos realizado han sido unas pruebas de comprobación del funcionamiento del sistema en una forma bastante básica. Esto significa que el objetivo era probar, en una estructura con una vibración controlada y conocida, que los datos registrados y guardados por el sistema se correspondían a los esperados. Los resultados obtenidos, además de exitosos, puesto que se han registrado correctamente las excitaciones inducidas a la estructura, han proporcionado algunas pinceladas para mejorar el sistema. Los siguientes pasos a realizar involucrarán el uso de sincronización inalámbrica entre varias unidades del sistema con vistas a ser capaces de monitorizar grandes estructuras con un mínimo despliegue de cables.

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Captura del montaje realizado sobre una viga.

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Datos recogidos por el sistema.

 

DESARROLLO DE UN ENTORNO CON CONTROL DE TEMPERATURA ORIENTADO A SIMULACIONES DE REDES DE SENSORES INALÁMBRICAS

 

Siempre que se realiza el diseño de un sistema electrónico se debe tener en cuenta en qué condiciones estará funcionando. No siempre es posible realizar todas las pruebas de funcionamiento sobre el terreno y por ello es necesario disponer de entornos de laboratorio en los que poder hacerlas previamente. Con la idea de cubrir esta necesidad ha surgido este proyecto, en el que se ha desarrollado un sistema sobre el cual poder realizar dichas pruebas de funcionamiento controlando la temperatura.

El funcionamiento del sistema es sencillo, el usuario debe conectarse a la Raspberry Pi 2, que se utiliza como sistema de control. Una vez conectado deberá ejecutar el software desarrollado y el propio sistema le pedirá uno por uno los valores necesarios para definir el perfil de temperatura del experimento. Al finalizar el experimento el sistema ofrece un archivo en el que se han almacenado las lecturas segundo a segundo realizadas por los sensores internos.

La caja se ha realizado de madera por ser un material resistente a focos de temperatura altos y poderse manejar fácilmente a la hora de realizar un montaje casero. El sensado de la temperatura se realiza mediante termopares tipo K a los que se ha añadido un convertidor ADC específico para este tipo de dispositivos. El calor se genera mediante tubos de infrarrojos similares a los que podemos encontrar en las estufas eléctricas de casa o en lámparas para mantener la comida caliente. Además el sistema cuenta con un conjunto de ventiladores y ventanas que pueden abrirse de manera controlada para expulsar el calor del interior del sistema.

SONRISAS – Sistema modular para el desarrollo de servicios IoT

El B105 se mete de lleno en el Internet de las cosas (IoT) de la mano de BQ con el proyecto SONRISAS.
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Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un sistema innovador para el desarrollo de servicios en el campo del IoT flexible, modular, de bajo coste y altas prestaciones con gran potencial para su comercialización en el mercado e implantación masiva.

 

Aquí os dejamos algunos datos oficiales:

TÍTULO: SISTEMA DE BAJO COSTE PARA EL DESARROLLO DE SERVICIOS SOBRE EL INTERNET DE LAS COSAS ‐ SONRISAS
CÓDIGO: RTC-2015-3601-3
DURACIÓN: 30 meses
CONSORCIO: Mundo Reader S. L. y Universidad Politécnica de Madrid (B105-ESL)
ENTIDAD FINANCIADORA: Ministerio de Economía y Competitividad (Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad)

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En este proyecto, que comenazó en otoño del año pasado, se pretende realizar el desarrollo de un sistema flexible que sea capaz de proporcionar nuevos servicios en el nuevo campo del IoT. El primer escenario de aplicación que trabajaremos será el del ahorro energético en el hogar a través de un sistema de monitorización y optimización de consumo eléctrico.

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La participación del B105 en este proyecto está enfocada en el diseño e implementación de los módulos que conformarán este sistema. Además se profundizará en temas de investigación como nuevos mecanismos para la reducción de consumo de la red (mediante técnicas de radio cognitiva o el desarrollo de módulos Wake-on-radio) y técnicas de energy harvesting para mejorar el tiempo de vida de la red.