Sistema de Telemetría basado en redes WSN (Wireless Sensor Network) para el Internet de las Cosas (IoT)

Resumo

A Internet das Cousas (IoT) implica unha ampla variedade de tecnoloxÍas e dispositivos con recursos limitados interactúan heteroxéneos. Debido a estas condicións, os dispositivos de Internet das cousas en xeral, esixen protocolos leves que optimizan o uso de recursos e consumo de enerxía. Entre os moitos dispositivos comerciais IDC, balizas baseado Bluetooth e ble, que transmiten periodicamente determinados paquetes de datos para notificar a súa presenza, presentan un crecemento significativo, sobre todo debido á súa aplicación en sistemas de posicionamento internos. Como solución a este problema desta tese ofrece un xeneral arquitectura telemetría escenarios diferentes para acceder a computación en nube, orienta a selección de compoñentes nos diferentes ámbitos de unha economía baseada en Internet das cousas e exemplos de posta en marcha dunha WSN través da arquitectura cun testbed baseado no uso de sensores intelixentes con Bluetooth Low Energy. No exemplo que se mostra, unha pasarela IoT está desenvolvida nun teléfono intelixente con Android. Este portal integra un cliente e ten MQTT necesario para embalaxe os datos dos sensores e envialos para o corrector MQTT residente en capacidades de computación en nube. Hai tamén unha interface amigable dispoñible para que un usuario local monitor e controle o WSN creado. Algunhas experiencias foron realizadas para demostrar a funcionalidade, a velocidade ea estabilidade do porto de conexión proposto, para uso nesta e out ros dominios de aplicación. Como parte das solucións propostas nesta tese, unha familia de protocolos chamados LP4S dando respostas rápidas proposta e permitir mecanismos de plug-and-play que permiten sistemas IDC telemetría descubrir novos nós e describir e automaticamente gravar os· sensores e actuadores conectados a un faro. LP4S-6 (por balizas recursoconstrangidos), LP4S-X (por balizas máis fortes) e LP4S-J (por balizas capaces de execución do firmware complexo): Por conseguinte, tres protocolos, dependendo das . características de hardware baliza definida. Para demostrar as capacidades de protocolos deseñados, as máis restritivas (LP4S-6) é probada tras a posta en marcha dunha solicitude de Eddystone baseada telemetría (formato aberto faro de Google) Beacon. Polo tanto, o faro especificación expande para aumentar a súa capacidade de xestionar cadros Eddystone. As experiencias mostran a viabilidade da solución proposta ea súa superioridade en canto a consumo de latencia e de potencia en comparación coas propostas baseadas no perfil de atributo xenérico (GATT) cando varios usuarios conectarse a un sensor intelixente ou escenarios onde a latencia non é unha restrición, pero onde o consumo de enerxía é esencial. baseado Teds virtuais (VTEDS) para o desenvolvemento de nós sensores intelixentes con plug-and-play para contribuír á evolución de Internet das Cousas (Internet das cousas) á Web of Things (WOT) cadro tamén se mostra. Nos protocolos leves sistema proposto, realizamos son usados para que os sensores son propio descrición, auto-calibración e auto-rexistrar automaticamente. Estes protocolos permiten o desenvolvemento de novas solucións IOT asegurando ao mesmo tempo baixa latencia, baixo consumo de enerxía ea QoS requiridos. Para avaliar o rendemento do sistema, eles sensores Bluetooth Low Energy (ble) foron utilizados e Ethernet en base a diferentes escenarios. En concreto, a experiencia do usuario é empiricamente cuantificados (é dicir, o quao rápido o sistema exhibe os datos recollidos a un usuario). Os resultados mostran que a arquitectura VTED proposta é moi rápido, porque algúns sensores intelixentes (situadas en Europa) poden auto-rexistro e auto-configurado nunha nube remota (en América do Sur) en menos de 3s e dos datos de visualización sensores para usuarios remotos en menos de 2 s. Por último, as tendencias da tecnoloxía para o desenvolvemento de sensores intelixentes no campo de Internet das cousas reais, dependendo das tecnoloxías e protocolos de comunicación, hardware, dispositivos multi-protocolo, sistemas operativos, ambientes de desenvolvemento en liña mostra e linguaxes de programación do firmware dos devanditos nodos de sensores. Todas as contribucións científicas desta tese son reftectidas no deseño dun proxecto de agricultura de precisión, para controlar o risco dunha plantación de bananas automatizado. O devandito proxecto aínda está en execución, a pesar dos progresos da súa execución móstranse no último capítulo.