Wireless sensor networks in the future internet of things
Marc Barceló, José López Vicario, Antoni Morell Pérez · 2015
Las redes de sensores inalambricos estan destinadas a revolucionar nuestra manera de vivir, trabajar y relacionarnos con el entorno. Aunque este tipo de redes ha estado en el foco de la investigacion cientifica durante la ultima decada, su rendimiento en implementaciones practicas esta todavia muy por detras de los resultados teoricos. Esto es en gran parte debido a los problemas practicos que aparecen en entornos reales. Como resultado, su uso esta generalmente limitado a aplicaciones simples de monitorizacion del entorno. El objetivo de esta tesis es reducir el margen entre el potencial teorico y real de las redes de sensores inalambricos y de esta manera incrementar su integracion dentro de la sociedad. En concreto, la tesis se centra en los siguientes cuatro obstaculos: alta densidad de nodos, movilidad de nodos, trafico heterogeneo e integracion en el internet de las cosas. Primero, el objetivo es el de reducir las interferencias en despliegues de alta densidad de nodos. Para ello se propone un esquema practico para realizar el enrutado, el control de potencia y la seleccion de canal, basado en el protocolo RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks). Esta solucion permite reducir las colisiones entre paquetes y ademas mejorar el consumo energetico de este tipo de redes. Segundo, se pretende mejorar la baja fiabilidad y robustez de las redes de sensores inalambricos con nodos moviles. Con este objetivo se presenta un metodo que combina RPL con un sistema de enrutado que considera la posicion de los nodos basado en el filtro de Kalman. Este combina la eficiencia y fiabilidad de RPL permitiendo ademas manejar nodos moviles. Tercero, se estudian maneras de proporcionar la calidad de servicio necesaria a las redes de sensores con trafico heterogeneo. Para ello se propone una estrategia multi arbol basada en la construccion de multiples instancias RPL. Esta construye diferentes topologias virtuales para cada funcion objetivo, y de esta manera es posible atender los requisitos de cada flujo de trafico de manera independiente. Finalmente, se estudia la manera de integrar las redes de sensores inalambricos dentro de la nube y el internet de las cosas. Con este objetivo se propone una formulacion para coordinar la utilizacion de los recursos de la red de manera conjunta usando estrategias de virtualizacion y computacion movil en la nube. Esto permite reducir el consumo energetico de la red, teniendo en cuenta las capacidades y limitaciones de cada nodo, satisfaciendo tanto los requisitos de los diferentes servicios como los de los usuarios.