TFM: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN MÓDULO DE ADQUISICIÓN DE DATOS PARA UN NODO DE UNA RED DE SENSORES INALÁMBRICA
Posted on by b105

Las Redes de Sensores Inalámbricas (Wireless Sensor Networks, WSN) son un campo en auge en los últimos años debido a sus múltiples aplicaciones en distintos sectores (agricultura, medio ambiente, industria, seguridad, etc.). Las WSN se postulan, dentro de las tecnologías inalámbricas, como una de las opciones de futuro más prometedoras debido, entre otras cosas, a la inminente llegada del Internet de las Cosas (Internet of Things, IoT). Es por estas razones que los grandes fabricantes han lanzado líneas de investigación centradas en esta tecnología.

Las WSN consisten en un conjunto de pequeños nodos sensores que se comunican inalámbricamente para monitorizar distintos parámetros del ambiente, como pueden ser humedad, temperatura, movimiento, actividad, presión, etc.

Estos nodos están formados generalmente por un microcontrolador, sensores, memoria, un transceptor radio y batería; y existen gran cantidad de nodos o plataformas con distintos componentes. Debido a esta gran diversidad de nodos, se hace necesario tener una capa de abstracción hardware o sistema operativo que permita utilizar la misma aplicación de redes de sensores en distintas plataformas hardware y proporcionar herramientas para desarrollar aplicaciones más complejas.ModuleAcquisition

La eficiencia de este sistema operativo es algofundamental en sistemas de bajos recursos como los utilizados, por ello existen numerosas líneas de investigación cuyo objetivo es optimizar estos sistemas operativos haciéndolos dinámicos y proporcionándoles inteligencia. Para ello es necesario proporcionar ciertos datos externos al sistema operativo para que pueda adaptarse dinámicamente al entorno de cara a optimizar su eficiencia. Estos datos externos pueden ser la temperatura del nodo, su movimiento, su consumo, el nivel de batería, así como datos de otros nodos cercanos como la potencia recibida en la interfaz radio, sus parámetros característicos o su estado.

Proporcionar dichos datos externos será el objetivo principal a satisfacer a lo largo de este Trabajo Fin de Máster (TFM). Además, cabe destacar la importancia de la capa de abstracción, ya mencionada anteriormente, que el sistema debe facilitar a la aplicación de nivel superior que utilice sus servicios.

Concedida matrícula de honor a PFC englobado dentro del proyecto DEPERITA
Posted on by Jose Martín

El proyecto DEPERITA (DEtection PERImetral system for lineal TrAffic works) está siendo actualmente desarrollado en el laboratorio B105. El sistema busca desarrollar un sistema que mejore la seguridad en obras de mantenimiento de carreteras. En estos trabajos, es habitual llevarlos a cabo sin cerrar la calzada, cortando sólo parte de los carriles, con el fin de no interrumpir completamente el tráfico. Sin embargo, en estos casos, los trabajadores están expuestos al tráfico, ya que los coches circulan muy cerca de ellos y cabe la posibilidad de que algún vehículo se introduzca en la zona cerrada al tráfico, en la que se encuentran los trabajadores. Para reducir la posibilidad de accidente en estos casos, se ha planteado desarrollar un sistema que alerte a los trabajadores en caso de que algún vehículo invada la zona de trabajo.

La detección de los vehículos se realiza mediante unas balizas o detectores que se acoplarán a los conos empleados para realizar el corte del tráfico. Las balizas se encargarán de, si algún vehículo cruza ,la zona delimitada, avisar a todos los trabajadores a través de un reloj que cada uno de ellos lleva puesto. Todas estas balizas y relojes forman una red inalámbrica en la banda conocida como SRD (Short Range Devices) de 868 MHz. Esta se encarga de distribuir los avisos de peligro, activar o desactivar la detección de vehículos, e informar del estado de los dispositivos.

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Esquema reducido de un despliegue objetivo.

Cuando algún vehículo cruce este perímetro, la baliza asociada a ese segmento lo detectará, y se avisará a los trabajadores mediante sus relojes y también con la sirena incorporada en alguna de las balizas. De esta manera, pueden apartarse de la zona de la carretera y evitar un posible atropello. Una vez pasa el peligro, el responsable de la obra puede, mediante su reloj, parar el aviso y poner en marcha el sistema de nuevo.

El primer prototipo de este sistema fue desarrollado en el PFC “Diseño e implementación de un sistema de control perimetral para seguridad en obras de infraestructuras lineales”, que fue presentado el pasado 21 de Diciembre, siéndole concedida la matrícula de honor en el pasado mes de enero. Tras este primer desarrollo, se trabajará junto con la empresa Valoriza Infraestructuras para probarlo en entornos reales y evolucionarlo, con el fin de emplearlo en un futuro en este tipo de trabajos.

Visita en Talavera a los escenarios del proyecto Easysafe
Posted on by jblesa

El pasado día 14, el B105 junto con Valoriza visatamos los escenarios propuestos para el proyecto Easysafe, que pretende mejorar la seguridad en la carretera por medio de sensores inalámbricos. Los escenarios propuestos son tres: detección de fauna en una zona de coto de caza, aviso de proximidad de vehículos en un cruce peligroso y detección de vehículos en sentido inverso accediendo a una autopista. Estos tres escenarios preliminares se encuentran situados en un tramo de la N-502 concedida a la empresa Valoriza.

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Congreso IWCMC 2015 en Dubrovnik
Posted on by albarc

Los miembros del B105 Alvaro Araujo y Alba Rozas han asistido a la International Wireless Comunications and Mobile Computing Conference 2015 que ha tenido lugar del 24 al 28 de agosto en Dubrovnik, Croacia. El lema de la edición de este año ha sido Communications for the 21st Century, y las charlas se han centrado en las redes inalámbricas, comunicaciones wireless y computación móvil.

Alvaro ha desempeñado el papel de chair en varias sesiones, mientras que Alba ha presentado su artículo titulado Controlling the Degradation of Wireless Sensor Networks que había sido aceptado previamente. El congreso ha servido para conocer trabajos interesantes de muchas universidades del mundo así como para recibir realimentación sobre la investigación que realizamos en el grupo.

Además, hemos podido establecer contacto con varios investigadores extranjeros de nuestro campo. De hecho, los profesores Hacène Fouchal y Milena Radenkovic, de las universidades de Reims en Francia y de Nottingham en Reino Unido respectivamente, han sido invitados como informantes y miembros del tribunal en las tesis de Elena Romero y Javier Blesa, cuya lectura está prevista para el próximo mes de octubre.

TFG: Diseño, desarrollo e implementación de un sistema de adquisición, almacenamiento y presentación de los datos obtenidos de una red de sensores inalámbricos
Posted on by b105

El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es el diseño e implementación un sistema que adquiera, procese y almacene los datos obtenidos de la WSN y los presente a través de un servidor Web que permita consultar datos en tiempo real y en un histórico, así como envío de parámetros de control, con los que configurar la WSN.

El proyecto se basará en una red de sensores inalámbricos desarrollada de forma simultanea en otro Trabajo Fin de Grado, compuesta por dos tipos de nodos, Prometheus y Boucherot. Los nodos Prometheus se encargarán de medir valores como presencia y temperatura, además de estado de sus baterías, mientras que los Boucherot monitorizarán el consumo de todo dispositivo conectado a ellos. Asimismo, los nodos Boucherot también implementan una serie de actuadores que permiten el encendido y apagado de los aparatos conectados a los mismos. Esta red presenta además una serie de comandos que permiten configurar ciertos parámetros de medida de la red y del estado de sus nodos.

Para la implementación del sistema se ha recurrido a distintas herramientas:

  • Desarrollo de script en Python para adquisición, procesado y almacenamiento en base de datos. Así como el envío de comandos de control a la red inalámbrica. Se han empleado los módulos serial, sqlite3 y pynotify.
  • Desarrollo del servidor Web en Node.js, que sirve paginas con información de la red, información de las medidas en tiempo real y en un histórico, con módulos: socket.io, sqlite3, http-auth entre otros.
  • Diseño de las paginas web que se muestran en el cliente basadas en distintos frameworks como: Bootstrap 3, graficas de HighCharts, y tablas con Datatables y jQuery.

A continuación se muestra una breve descripción de la interfaz del sistema con el usuario, que se realiza a través de una serie de paginas web:

DOMOLabo B105_TrealPágina que muestra dinámicamente las medidas en Tiempo Real tomadas por la WSN

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Página que muestra Histórico de las medidas tomadas por la WSN

Ambas páginas, constan de una serie de gráficas que muestran las medidas tomadas por la WSN. Cada gráfica agrupa a todos los sensores de un tipo y permite seleccionar los nodos que se desean visualizar en la leyenda. Además permite hacer zoom en la gráfica, bien seleccionando sobre ella o bien pulsando alguno de los botones de la esquina superior izquierda de la gráfica. También es posible exportar datos en distintos formatos, .pdf, .png, .svg, etc. gracias al botón situado en la esquina superior derecha.

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Página que muestra información y permite el control de la WSN

Esta pagina consta de una tabla principal donde se muestra información de todos los nodos de la red (identificadores, tipos de sensores presentes, localización del sensor y estado de la batería y de sus actuadores). En la parte inferior de la tabla se encuentra un formulario que permite añadir nuevos sensores al sistema.

En la parte superior de la tabla se presenta un conjunto de botones que permiten el envío de una serie de comandos de control a la red (Relé, Configurar el tiempo que un nodo permanece dormido y en estado activo, actuar sobre el relé y/o los leds, etc.). Estos comandos se envían al nodo AP de la red que se encarga de enviarlos al nodo que corresponda.

También se ha implementado una autenticación de usuarios, para el control de acceso a funciones de configuración de la red y del sistema. Para los usuarios no administradores el aspecto es ligeramente diferente al presentado, ya que las funciones de control están desactivadas y no se permite la incorporación de nuevos sensores al sistema. Sin embargo la tabla es visible y se permite como en el caso anterior consultar e imprimir el estado de la red.

Se ha tenido especial interés en implementar un sistema modular, en el cual la caída de un modulo no imposibilite el normal funcionamiento del resto. Escalable, donde se puedan gestionar múltiples peticiones simultaneas de usuarios con distintos dispositivos y necesidades de consulta. Primando también la versatilidad del sistema respecto a la red de la que se adquieran los datos.

El sistema se ha dimensionado ampliamente para soportar una red con mas de 100 sensores y almacenar datos durante varias décadas, con tiempos de medida de 1 minuto para los sensores.