Recolección de paquetes en redes de sensores auto-reparables

Abstract

Las redes de sensores inalámbricos (WSN) son redes que constan de dispositivos autónomos distanciados entre ellos, de bajo coste y consumo, que monitorean condiciones físicas o ambientales. Son capaces de procesar localmente la información y comunicarla a través de enlaces inalámbricos hasta un nodo central de comunicación. Actualmente, están siendo muy requeridas en áreas como vigilancia, sistemas de monitoreo y automatización de procesos. Estos sensores operan en diversos protocolos inalámbricos y normalmente poseen radios de 2.4 GHz basados en estándares IEEE 802.15.4 o IEEE 802.11. La gran ventaja de este tipo de redes es que no necesitan una infraestructura cableada y además, pueden trabajar en ambientes hostiles.

Las WSN poseen ciertas cualidades que brindan mayor estabilidad y seguridad a la red, una de ellas es la auto-reparación. Esto se refiere a la capacidad de la red para detectar la avería de uno de sus nodos y encontrar nuevas vías para transmitir los paquetes de datos. Gracias a esto, una red es capaz de sobrevivir aunque existan nodos individuales destruidos o con baja potencia. La capacidad de auto-reparación se ha desarrollado en este tipo de redes para resolver problemas que no eran posibles con otro tipo de tecnologías.

En el proyecto, se implementa una red WSN con topología de árbol y la capacidad de auto-reparación. Se busca recrear el funcionamiento de la red para determinar su efectividad cuando ciertos nodos se desconectan y como esta reacciona a dicho acontecimiento. Se tendrá un nodo central, el cual será el encargado de transferir la información del estado de la red a una aplicación en JAVA, la que presentara mediante una interfaz gráfica, un aproximado de como estaría compuesta la red junto a sus conexiones principales. Finalmente, se describen los resultados obtenidos luego de implementar el sistema, haciendo énfasis en las ventajas, errores encontrados y aspectos a mejorar de su uso.

Wireless sensor networks (WSN) are networks that consist of autonomous devices spaced between them, low cost and consumption, which monitor physical or environmental conditions. They are capable of processing information locally and communicating it through wireless links to a central communication node. Currently, they are being very required in areas such as surveillance, monitoring systems and process automation. These sensors operate on various wireless protocols and typically have 2.4 GHz radios based on IEEE 802.15.4 or IEEE 802.11 standards. The great advantage of this type of network is that they do not need a wired infrastructure and, in addition, they can work in hostile environments.

The WSN possess certain qualities that provide greater stability and security to the network, one of them is self-repair. This refers to the ability of the network to detect the failure of one of its nodes and find new ways to transmit the data packets. Thanks to this, a network is able to survive even though there are individual nodes destroyed or with low power. The capacity for self-repair has been developed in this type of networks to solve problems that were not possible with other types of technologies.

In the project, a WSN network with tree topology and the ability to self-repair is implemented. It seeks to recreate the functioning of the network to determine its effectiveness when certain nodes are disconnected and how it reacts to said event. There will be a central node, which will be responsible for transferring the status information of the network to an application in JAVA, which will present through a graphical interface, an approximation of how the network would be composed along with its main connections. Finally, the results obtained after implementing the system are described, emphasizing the advantages, errors found and aspects to improve their use.