martes, 20 de septiembre de 2011

Desarrollo de esta tecnología

vEn el puente de St. Anthony Falls de Arlington, se pretende implementar una red de sensores para detectar situaciones de riesgo como la que llevo a la destrucción del diseño previo, resultado de hasta 16 placas de soporte fracturadas. Tras el derrumbe del tramo I-35W, esta reconstruyéndose con materiales más ligeros, resistentes y fiables que cualquier otra estructura similar. En total, se incorporaran un total de 240 sensores de cuatro tipos distintos: acelerómetros, sensores de penetración de clorhídricos, potenciómetros lineales y sensores extensiometricos.
ü  Los primeros medirán las deformaciones verticales debidas a la carga del tráfico.
ü  Los segundos se usaran para evaluar las condiciones del firme de superficie y posibles grietas en función de la penetración de las sales en el pavimento. Estos datos permitirán también acometer las reparaciones necesarias cuando el coste para ello es aun económicamente aceptable.
ü  Los potenciómetros medirán la presión de las juntas de expansión y soporte, información a correlar con los datos previstos de diseño durante la vida del puente.
Finalmente, los sensores medirán la temperatura y la cantidad de fuerza por metro cuadrado en el asfalto.


Los sensores se conectaran mediante fibras ópticas acopladas a la estructura y, una vez multiplexadas, se enviaran de forma inalámbrica a los centros de análisis. Habrá 240 sensores (100 para mantenimiento y 140 para pruebas de investigación) puede parecer un número excesivo, en Georgia Tech comentan que un nuevo puente colgante de Hong Kong tiene previstos más de 1000.

vZapatos con sensores: tecnología desarrollada para astronautas podría ayudar para monitorizar a aquellas personas con más riesgo de caída. Cuando un astronauta regresa de un viaje tras meses con gravedad cero, no les resulta fácil mantener el equilibrio. Para ayudarles, sensores siguen la posición de su centro de masa variante en el habitáculo donde se encuentra, mientras éste se mueve y vibra.
Una versión de este sistema se está desarrollando para ser usado en el calzado.Erez Liebman, del Harvard-MIT Health Sciences and Technology de Cambridge, en Massachusetts han creado una plantilla con sensores capaz de detectar cambios de presión cuando el pie de la persona se mueve. Estos datos se pasan de forma inalámbrica a un PC que servirá a un médico para tratar problemas de equilibrio.


vNec, en Heidelberg, está investigando la posibilidad de emplear redes de sensores inalámbricos para ayudar en la conducción en carretera, e intentar evitar accidentes. Para ello se colocan sensores tanto en los autos como en determinados puntos de la carretera. Los sensores, capaces de comunicarse entre ellos y de captar información del ambiente, hielo en la carretera, obstáculos, etc. e informar de ello a los autos que se aproximan.
Un ejemplo puede verse en la siguiente figura. Los puntos azules a ambos lados de la carretera son sensores transmisores, y los otros puntos en la carretera representan autos acercándose, que pueden comunicarse entre ellos a través de sus respectivos sensores.


Esta tecnología, además de mecanismo de prevención en los propios autos, puede ser usada por organismos tales como compañías aseguradoras, o la policía para determinar la causa de un accidente.


vLa empresas Zephyr dedicada a los sensores vestibles, ha seguido elaborando prendas de vestir con sensores y  progresivamente los sensores se integran más en la ropa.
Bajo el nombre de Under Armour, han integrado un sensor multiparamétrico que se comunica mediante Bluetooth, en la propia ropa, que han conseguido que usen deportistas de la NFL americana para promocionarlos. Estos sensores pueden medir ritmo cardíaco, ritmo respiratorio, posición/actividad y temperatura.



vEn la Universidad de California, un grupo de investigadores está utilizando las redes de sensores sin cable para recibir información detallada sobre el efecto de los movimientos sísmicos en los edificios.

Áreas de aplicación de las redes de sensores inalámbricos


Más sobre redes de sensores inalámbricos

Componentes de la red de sensores inalámbricos

El Gateway
Este equipo facilita el acceso entre sistema y entornos ya que soporta diferentes protocolos. Tiene la capacidad de operar en los niveles más altos del modelo de referencia OSI (nivel de trasporte, Sesión, Presentación y Aplicación) y realiza conversión de protocolos para la interconexión de redes con protocolos de alto nivel deferentes.

Tiene mayor capacidad que un router y un bridge, porque no sólo conectan redes de diferentes tipos, sino que también aseguran que los datos de una red que transportan son compatibles con los de la otra red. Conecta redes de diferentes arquitecturas procesando sus protocolos y permitiendo que los dispositivos de un tipo de red puedan comunicarse con otros dispositivos de otro tipo de red.
   

Un nodo
Un nodo WSN contiene varios componentes técnicos.
A menudo es un requerimiento tres años de vida de una batería, ya que operan con bajo consumo de potencia. El bajo costo y la gran disponibilidad de carbón zinc y baterías alcalinas las hacen una opción común.
La vida de la batería se extiende ya que periódicamente un nodo WSN se enciende y transmite datos alimentándose del radio y posteriormente apagándose para conservar energía.
La tecnología de radio WSN es capaz de despertar, encenderse y volver a sleep de manera eficiente.
Estos incluyen el radio, batería, microcontrolador, circuito analógico y una interfaz a sensor.
                                  Componentes de un sensor de nodo WSN

Forma en que funciona una red de sensores inalámbricos
Este tipo de red posee un conjunto de equipos conectados entre sí por medio de dispositivos físicos (nodos de medición), estos equipos envían y reciben impulsos eléctricos, ondas magnéticas o cualquier otro medio para la transmisión de datos, todo esto con la finalidad de compartir información y recursos que se encuentra a la distancia.
Con esta tecnología se asegura la confiabilidad y disponibilidad de la información ya que cada vez que la persona dese tener información solo tendrá que consultarla por medio del procesador central.  Tambien se puede asegurar la velocidad de transmisión de datos y se reduce el coste de las acciones a realizar.
La PC usa un software que puede analizar y presentar los datos obtenidos por el sensor inalámbrico.
En este tipo de red los nodos WSN, usualmente están organizados en topología de estrella, de árbol o de malla, ya que de una manera u otra cada nodo se puede conectar al Gateway.
En la siguiente imagen se muestra el proceso de transmisión de datos.



Antecedentes y concepto

Antecedentes de las redes de sensores 
    
Se puede conocer que las redes de sensores inalámbricos tuvo su origen gracias a la iniciativa militar, y se le considera como predecesor a Sound Surveillance System (red de bollas sumergidas en Estados Unidos, estas fueron instaladas para detectar submarinos, usando sensores de sonido).
Luego se inicio un proyecto llamado Distributed Sensor Networks, implementado por la agencia militar de investigación avanzada de los estados Unidos.
Después de la implementación de esta tecnología, se pudo aplicar en otras áreas que requerían de un monitoreo más confiable.

Concepto de redes de sensores inalámbricos


Una red de sensores inalámbricos (Wireless Sensor Networks, WSN), es una red inalámbrica que cuenta con nodos pequeños inalámbricos y de peso ligero que se distribuyen en un área específica.
Su función es proveer una infraestructura de comunicación inalámbrica para poder monitorear algo en específico.
Esta red contiene un Gateway (equipo para interconectar redes) que provee conectividad inalámbrica e intercambiaran información entre los nodos y que regresaran información al equipo central.

Componentes de WSN Gateway y Nodos Distribuidos