Experiencias en la aplicación n de Wireless Sensor Networks

Transcripción

1 aplicación n de Wireless Dr. Iñaki I VázquezV MoreLab Mobility Research Lab ivazquez@tecnologico.deusto.es IV Jornadas sobre Tecnologías Inalámbricas 15 de Noviembre de 2007, Zamudio

2 Contenidos Para qué se pueden usar las WSN? Ámbitos de aplicación de las redes inalámbricas de sensores Me puedes enseñar ejemplos de su uso? Proyecto Flexeo Videos + Demos + Prototipos Cómo empiezo a adentrarme en el uso de plataformas de WSN? Qué plataformas están disponibles? Qué nos recomiendas? Comparativa (beta) Nuestra opinión 2

3 A A qué nos dedicamos? Colaboración con empresas y centros de I+D para el desarrollo y transferencia de tecnología MoreLab Mobility Research Lab Dispositivos inteligentes, wearable computing Monitorización remota de activos y reactividad automática Entornos inteligentes: hogar, oficina y entornos específicos de industria Interacción social móvil: Web 2.0 en teléfonos móviles SmartLab: laboratorio de Inteligencia Ambiental 3

4 Qué son las WSN? Se pueden usar como herramientas para percibir información en entornos reales y tomar decisiones Nodos inalámbricos dotados de sensores que forman una red dinámicamente para la transmisión de información Factor de forma reducido Fácil despliegue: sin cables. Ideales para sensorizar activos móviles Adaptativa: la red se reconfigura de manera dinámica sin necesidad intervención humana Alta eficiencia energética: las baterías pueden durar meses Permiten crear productos sensibles al contexto 4

5 Para qué se pueden usar? Domótica e inmótica Obtención de medidas de consumo de agua, electricidad, etc. para su optimización Alarmas y seguridad Creación 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 recursos Permite obtener información del uso/comportamiento de los activos para optimizar su coste y ciclo de vida. Salud Health@Home: monitorización de pacientes en el hogar mediante elementos vestibles no intrusivos Supervisión de ancianos, personas con necesidades especiales, etc. 5

6 Más ámbitos de aplicación Protección de infraestructuras Distribución eléctrica Canalizaciones de agua y tuberías para detección de pérdidas Recogida de datos de cuadrillas de operarios / mantenimiento Monitorización de habitats / ecología Monitorización de fuentes de contaminación, agentes químicos o biológicos Monitorización de tráfico Otros: localización/posicionamiento, multimedia, 6

7 Como empiezo a hacer algo? Plataformas: Mica2 868/916 MHz TinyOS/NesC MicaZ y MicaZ OEM 2.4 GHz, IEEE TinyOS/NesC XBee y XBee Pro 2.4 GHz, IEEE (+ Zigbee) Más complicadas de programar imote2 e imote2.net 2.4 GHz, IEEE TinyOS/NesC y.net Micro Framework 7

8 Plataformas de prototipado Crossbow Mote type IMote2 MicaZ Mica2 Mica2Dot [] Example picture Chip Marvell PXA271 MPR2400CA ATmega128L MCU Type Program memory MHz, 32 MB 128 KB 8 MHz, 8 bit RAM (KB) External nonvolatile storage Chip Connection type Size (KB) - I2C - - I2C, SPI - AT45DB014B SPI 512 Default power source Type Typical (mah) capacity 3xAAA 500 2xAA 2xAA 2xAA 2850 Coin cell 1000 Chip CC CC1000 RF Radio frequency GHz 868/916 MHz, 433, or 315 MHz Raw speed (kbps)

9 Comparativa (beta) Proyecto SmartMotes (Sept Sept 2008) Mica2 XBee / XBee Pro MicaZ / MicaZ OEM imote2.net Communications (standard, network) Power / range 7 4 / 5 6? 5? (consumption, distance) Programmability (learning curve, tools) Deployability 7 15 / 14 7 / 12 7 (size, weight, price) Community support (forums, docs) TOTAL / 45 (*) 48 (*) 9

10 Me puedes enseñar 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 Coordinación y reactividad local: sistemas empotrados ARM9 y comunicación Wi-Fi o GPRS Supervisión y control: sistemas y lógica de negocio 2 escenarios: Industrial: monitorización de activos y ergonomía Salud en el hogar: rehabilitación 10

11 Flexeo: arquitectura 11

12 Flexeo: : detalles Plataforma WSN empleada: Crossbow Motes Mica2 Mica2DOT Dispositivos que actúan como nodos WSN: FlexChair (imágenes) FlexContainer (video) FlexDisplay FlexBand Entregables públicos disponibles en Información adicional y uso de resultados del proyecto sin coste para empresas ubicadas en Bizkaia. Contactar con Iñaki Vázquez en ivazquez@tecnologico.deusto.es 12

13 RealWidget Micropantallas que son nodos WSN Tecnología de displays orgánicos, bajo consumo Símil 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 WSN Video + DEMO! 13

14 RFIDGlove 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 mismos Aplicaciones Logística Análisis de actividades y uso de herramientas DEMO! (beta) Microdisplay RFID Reader 14

15 Nuestra 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.net Para despliegues reales: MicaZ OEM o XBee 15

16 Contacto Dr. Iñaki Vázquez MoreLab Mobility Research Lab

17 FlexChair 17

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