Contribuciones al desarrollo de sistemas de sensores basados en redes inalámbricas para aplicaciones con robots y sistemas autónomos.

Abstract

Las redes de sensores inalámbricas facilitan la obtención de información cuantitativa de algún fenómeno con persistencia en el tiempo, en un área geográfica extensa, o en ambos casos. Sin embargo, cubrir una zona amplia normalmente requiere desplegar un elevado número de nodos de la red. En aplicaciones de robótica móvil, es deseable contar con tanta información del entorno como sea posible. Las redes de sensores pueden ser un elemento valioso, pero la propia naturaleza móvil de los robots obliga a contar con una red de nodos muy extensa.

Esta tesis se centra en contribuir al desarrollo de redes de sensores inalámbricas que mejoren la capacidad de contar con información ambiental en un área extensa, con el propósito de avanzar hacia la integración con robots y sistemas autónomos.

Se hace un recorrido por las principales tecnologías de redes inalámbricas centrándose en el protocolo ZigBee para las redes de corto alcance y LoRa para las de largo alcance.

Se propone el desarrollo e implementación de un nodo móvil, que se ha montado a bordo de un vehículo eléctrico para la realización de los experimentos en el entorno urbano de la ciudad de Málaga. El uso de un nodo móvil, que se puede configurar con diferentes sensores según las necesidades, posibilita ampliar la extensión en redes de corto alcance y comprobar la cobertura de concentradores estáticos, desplegados en zonas de interés, en redes de largo alcance.

El nodo móvil permite la implementación de una red de sensores inalámbrica híbrida basada en ZigBee, que es capaz de recolectar información ambiental en una zona geográfica amplia sin necesidad de enrutamiento de múltiples saltos o métodos de reubicación dinámica, dando como resultado alcance y flexibilidad mejorados con respecto a una red estática, incluso cuando está basada en una tecnología de largo alcance como LoRa.