Tesis profesional presentada por José Luis Tapia Zurita

Licenciatura en Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones. Departamento de Computación, Electrónica, Física e Innovación. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Vicente Alarcón Aquino
Secretario y Director: Dra. Liliana Diaz Olavarrieta
Vocal: Dr. José Miguel David Báez López

Cholula, Puebla, México a 4 de mayo de 2006.

Resumen

Este trabajo tiene como propósito, elaborar un tutorial en Nuevas Tecnologías de Redes de Sensores Ad hoc con Eficiencia en Energía. Estás redes consisten de centenas o millares de dispositivos autónomos compactos, llamados sensores. Éstos son capaces de medir factores físicos (humedad, temperatura, luminiscencia, aceleración, etc.). Un sensor es un sistema compuesto por una batería, un procesador, una unidad de comunicación y un sistema que realice la tarea de estudiar un parámetro. Las aplicaciones de este tipo de redes, varían desde el área militar hasta la medicina, estando fuertemente acopladas con el mundo físico, al contrario de aplicaciones convencionales. Más aún, estás aplicaciones que se desarrollan conllevan a tomar en consideración las restricciones inherentes de éstas redes. La energía en una red de sensores es una de las limitantes físicas más importantes. Este factor tiene mucha influencia ya que los sensores de la red, operan en sitios geográficamente inaccesibles, con un mínimo de supervisión o mantenimiento humano. Por ello, el manejo de las redes Ad hoc, con nodos alimentados mediante baterías (fuentes), demanda soluciones a una administración optima de la energía en la red. En la primera parte del tutorial se explica que es una Red de Sensores Ad hoc, posteriormente se detalla su estructura, y su comportamiento. La segunda parte, trata diversos métodos para administrar la energía de la red de manera eficiente buscando aumentar la longevidad de la misma. Por ejemplo, mediante la explotación de las características intrínsecas de la batería, un ajuste óptimo en la potencia de transmisión o un mejoramiento en la comunicación de la red evitando que la información dentro de la misma se retransmita por falta de coordinación asertiva.

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 18 kb)

Índices (archivo pdf, 11 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 10 kb)

  • 1.1 Objetivos

Capítulo 2. Redes inalámbricas de sensores ad hoc (archivo pdf, 593 kb)

  • 2.1 ¿Qué es una red de sensores ad hoc?
  • 2.2 Descripción del hardware de un nodo sensor
  • 2.3 Diseño de una red de sensores
  • 2.4 Aplicaciones

Capítulo 3. Arquitecturas de las redes de sensores (archivo pdf, 111 kb)

  • 3.1 Visión general
  • 3.2 Rango geográfico de cobertura
  • 3.3 Arquitectura de conjunto

Capítulo 4. Diseminación de la información (archivo pdf, 108 kb)

  • 4.1 Tráfico de la información

Capítulo 5. Recolección de información (archivo pdf, 73 kb)

  • 5.1 Introducción
  • 5.2 Recolección eficiente en energía
  • 5.3 Ejemplo de algoritmos de recolección de información

Capítulo 6. Descubrimiento de dispositivos en la red (archivo pdf, 115 kb)

  • 6.1 Descubrimiento de localización
  • 6.2 Localización dentro de estructuras (Indoor)
  • 6.3 Localización en una red de sensores

Capítulo 7. Calidad en una red de sensores (archivo pdf, 123 kb)

  • 7.1 Idea conceptual
  • 7.2 Cobertura
  • 7.3 Exposición

Capítulo 8. Sincronización y seguridad (archivo pdf, 31 kb)

  • 8.1 Coordinación en tiempo
  • 8.2 Retrasos en la comunicación
  • 8.3 Vulnerabilidad

Capítulo 9. Administración de la energía (archivo pdf, 381 kb)

  • 9.1 Introducción
  • 9.2 Diseño eficiente en energía
  • 9.3 Necesidad de administrar la energía en las redes de sensores
  • 9.4 Esquemas de administración de la energía en la batería
  • 9.5 Soluciones a nivel capa de enlace de datos
  • 9.6 Soluciones a nivel capa de red
  • 9.7 Ajuste de la potencia de transmisión
  • 9.8 Soluciones a nivel capa de red
  • 9.9 Esquemas de administración de potencia del sistema

Capítulo 10. Conclusión (archivo pdf, 10 kb)

Referencias (archivo pdf, 25 kb)

Apéndice A. Acrónimos (archivo pdf, 51 kb)

Tapia Zurita, J. L. 2006. Tutorial de redes de sensores ad hoc con eficiencia en energía. Tesis Licenciatura. Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones. Departamento de Computación, Electrónica, Física e Innovación, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2006.