Experiencias en la aplicaci³n de Wireless Sensor Networks

Experiencias en la aplicaciExperiencias en la aplicacióón de n de Wireless Sensor Wireless Sensor NetworksNetworks

Dr. IDr. Iññaki Vaki VáázquezzquezMoreLabMoreLab –– MobilityMobility ResearchResearch [email protected]@tecnologico.deusto.es

IV Jornadas sobre Tecnologías Inalámbricas15 de Noviembre de 2007, Zamudio

2Tecnológico Fundación Deusto

Experiencias en la aplicación de Wireless

Sensor NetworksContenidosContenidos

¿Para qué se pueden usar las WSN?Ámbitos de aplicación de las redes inalámbricas de sensores

¿Me puedes enseñar ejemplos de su uso?Proyecto FlexeoVideos + Demos + Prototipos

¿Cómo empiezo a adentrarme en el uso de plataformas de WSN? ¿Qué plataformas están disponibles? ¿Qué nos recomiendas?

Comparativa (beta)Nuestra opinión



Sensor Networks¿¿A quA quéé nos dedicamos?nos dedicamos?

Tecnológico Fundación DeustoColaboración con empresas y centros de I+D para el desarrollo y transferencia de tecnologíaMoreLab – Mobility Research Lab

Dispositivos inteligentes, wearable computingMonitorización remota de activos y reactividad automáticaEntornos inteligentes: hogar, oficina y entornos específicos de industriaInteracción social móvil: Web 2.0 en teléfonos móvileshttp://www.morelab.deusto.es

SmartLab: laboratorio de Inteligencia Ambientalhttp://www.smartlab.deusto.es



Sensor Networks¿¿QuQuéé son las WSN?son las WSN?

Se pueden usar como herramientas para percibir información en entornos reales y tomar decisionesNodos inalámbricos dotados de sensores que forman una red dinámicamente para la transmisión de información

Factor de forma reducidoFácil despliegue: sin cables. Ideales para sensorizar activos móvilesAdaptativa: la red se reconfigura de manera dinámica sin necesidad intervención humanaAlta eficiencia energética: las baterías pueden durar mesesPermiten crear productos sensibles al contexto



Sensor Networks¿¿Para quPara quéé se pueden usar?se pueden usar?

Domótica e inmóticaObtención de medidas de consumo de agua, electricidad, etc. para su optimizaciónAlarmas y seguridadCreación entornos que se adaptan dinámicamente a las actividades de los usuarios

Monitorización industrial:Nodos WSN en edificios, infraestructura, equipamiento, invernaderos, etc.Por motivos de seguridad, prevención de riesgos laborales, o eficiencia en el uso de recursosPermite obtener información del uso/comportamiento de los activos para optimizar su coste y ciclo de vida.

SaludHealth@Home: monitorización de pacientes en el hogar mediante elementos vestibles no intrusivosSupervisión de ancianos, personas con necesidades especiales, etc.



Sensor NetworksMMáás s áámbitos de aplicacimbitos de aplicacióónn

Protección de infraestructurasDistribución eléctricaCanalizaciones de agua y tuberías para detección de pérdidas

Recogida de datos de cuadrillas de operarios / mantenimientoMonitorización de habitats / ecologíaMonitorización de fuentes de contaminación, agentes químicos o biológicosMonitorización de tráficoOtros: localización/posicionamiento, multimedia, …



Sensor Networks¿¿Como Como empiezoempiezo a a hacerhacer algoalgo??

Plataformas:Mica2

868/916 MHzTinyOS/NesC

MicaZ y MicaZ OEM2.4 GHz, IEEE 802.15.4TinyOS/NesC

XBee y XBee Pro2.4 GHz, IEEE 802.15.4 (+ Zigbee)Más complicadas de programar

iMote2 e iMote2.NET2.4 GHz, IEEE 802.15.4TinyOS/NesC y .NET Micro Framework



Sensor NetworksPlataformasPlataformas de de prototipadoprototipado CrossbowCrossbow

38.4250Raw speed (kbps)

868/916 MHz, 433, or 315 MHz2.4 - 2.4835 GHzRadio frequency

CC1000-CC2420Chip

RF

10002850500Typical capacity(mAh)

Coin cell2xAA2xAA2xAA

3xAAAType

Default powersource

512--Size (KB)

SPII2C, SPII2CConnection type

AT45DB014B--ChipExternalnonvolatilestorage

4-256RAM (KB)

128 KB32 MBProgram memory

8 MHz, 8 bit13-416 MHz,Type

ATmega128LMPR2400CAMarvell PXA271Chip

MCU

Example picture

Mica2Dot[]Mica2MicaZIMote2Mote type



Sensor NetworksComparativaComparativa (beta)(beta)

48 (*)40 / 45 (*)4334TOTAL

6333Community support(forums, docs)

77 / 1215 / 147Deployability(size, weight, price)

10414Programmability(learning curve, tools)

5?6?4 / 57Power / range(consumption, distance)

20202013Communications(standard, network)

iMote2.NETMicaZ / MicaZOEM

XBee / XBee ProMica2

Proyecto SmartMotes (Sept 2007 - Sept 2008) http://www.tecnologico.deusto.es/projects/smartmotes



Sensor Networks¿¿Me puedes enseMe puedes enseññar ejemplos?ar ejemplos?

Proyecto Flexeo: FLEXible sEnsing and Operation architecture(Sept 2006 – Sept 2007)

La monitorización remota es un problema recurrente.Arquitectura de monitorización remota fácilmente adaptable y parametrizable a cada situación en cuestión.3 capas:

Sensorización: Wireless Sensor NetworksCoordinación y reactividad local: sistemas empotrados ARM9 y comunicación Wi-Fi o GPRSSupervisión y control: sistemas y lógica de negocio

2 escenarios:Industrial: monitorización de activos y ergonomíaSalud en el hogar: rehabilitación



Sensor NetworksFlexeoFlexeo: arquitectura: arquitectura



Sensor NetworksFlexeoFlexeo: detalles: detalles

Plataforma WSN empleada: Crossbow MotesMica2Mica2DOT

Dispositivos que actúan como nodos WSN:FlexChair (imágenes)FlexContainer (video)FlexDisplayFlexBand

Entregables públicos disponibles en http://www.tecnologico.deusto.es/projects/flexeo/

Información adicional y uso de resultados del proyecto sin coste para empresas ubicadas en Bizkaia.

Contactar con Iñaki Vázquez en [email protected]



Sensor NetworksRealWidgetRealWidget

Micropantallas que son nodos WSNTecnología de displays orgánicos, bajo consumoSímil de widgets de escritorio (ver imagen)

No sólo sensorización, sino también actuación!El dispositivo RealWidget muestra alarmas emitidas por cualquier objeto del entorno que forme parte de la WSNVideo + DEMO!



Sensor NetworksRFIDGloveRFIDGlove

Nodo WSN vestible como guante con lector RFID (sensor) y micropantalla (actuador)Obtiene información de manera natural de los objetos que un usuario manipula en un entorno, y muestra información adicional sobre los mismosAplicaciones

LogísticaAnálisis de actividades y uso de herramientas

DEMO! (beta)

RFID Reader

Microdisplay



Sensor NetworksNuestra experienciaNuestra experiencia

La curva de aprendizaje con las plataformas Mica2 o MicaZ (TinyOS/NesC) es bastante plana al principio.iMote2.NET elimina las barreras de entrada, pero el factor de forma sólo vale para prototipos y el rendimiento posiblemente sea inferior.XBee y XBee Pro (si no se programan) deben complementarse con otro microcontrolador para ser eficientes, aunque para algunos despliegues pueden ser suficientes.

Para experimentar: MicaZ o iMote2.NETPara despliegues reales: MicaZ OEM o XBee



Sensor NetworksContactoContacto

Dr. Iñaki Vázquez [[email protected]]MoreLab – Mobility Research Lab http://www.morelab.deusto.esTecnológico Fundación Deustohttp://www.tecnologico.deusto.es



Sensor NetworksFlexChairFlexChair



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