domingo, 26 de mayo de 2013

Telecomunicaciones. Redes Sensoras.


Que tal gente, para esta actividad se realiza una pequeña reseña del documento "System Architectures for sensor networks Issues, Alternatives and directions" que se presenta a continuación.

System Architectures for sensor networks Issues, Alternatives and directions
Jessica Feng, Farinaz Koushanfar and Miodrag Potkonjak.

Introducción.

Las redes sensoras inalambricas son sistemas que se conforman de un un largo numero de nodos donde cada uno de ellos cuenta con un conjuntos de propiedades de entre las cuales destacan la capacidad computacional, capacidad de comunicación, almacenamiento, sondeo y recurso de actuación.

Las redes sensoras están descritas como aquellas que fungen como puente de conexión entre la parte física y la parte computacional de los sistemas.

Las redes sensoras están en constante estudio para buscar los modelos que aporten con mejoras de costo, poder, tamaño y margen de error. Cabe mencionar que el diseño y la arquitectura tanto de software como de hardware de las redes sensoras son los principales responsables del grado de eficiencia que esta pueda llegar a tener, el diseño tiene el principal impacto en el costo y mantenimiento de la red.

Algunos aspectos claves que se deben tener en cuenta al momento de modelar y diseñar una red sensora embebida son los siguientes:

Identificar los puntos de referencia.
  • El diseño de la arquitectura de la red tipicamente esta basado en los puntos de referencia establecidos como objetivos en la aplicación  establecer los objetivos y los puntos de referencia ayudan a determinar la naturaleza hacia la cual va orientada la aplicación.

Tomar en cuenta el potencial tecnológico.
  • Las redes sensoras embebidas suelen ser heterogéneas y complejas, es importante no subestimar las características del hardware, explotar al máximo sus capacidades tratando de relevar parte de las responsabilidad de eficiencia al diseño.

Diseño Balanceado.
  • Es importante lograr un sano balance en la arquitectura de la aplicación, saber donde puede repercutir mas el hecho de aplicar un esfuerzo de optimización.

Componentes fundamentales de uno Nodo.
Las redes sensoras embebidas se conforman de nodos que están en constante interacción, cada nodo cuenta con seis componentes o características fundamentales, las cuales son las siguientes:
  • Procesador
  • Radio de visión
  • Almacenamiento local
  • Sensores
  • Actuadores
  • Fuentes de alimentación

Para realizar mejor la comparativa y estimación de lo necesario de cada uno de los siguientes componentes, se pueden tomar en cuenta los siguientes aspectos:

Tamaño físico pequeño.
  • Un dispositivo físicamente pequeño es sencillo de transportar y reduce incidencias, es necesario realizar la comparativa de las capacidades de procesamiento y almacenamiento que proporciona en relación en su tamaño para realizar la selección correcta.

Poco consumo de batería.
  • El tiempo de vida del dispositivo es fundamental, es necesario que los sensores tengan la capacidad de mantenerse con vida por un periodo de tiempo considerable, ya que en las redes sensoras es de alto costo dar mantenimiento a estos dispositivos.

Concurrencia y capacidad de operación.
  • Para redes sensoras embebidas de gran tamaño es necesario contar con dispositivos con capacidad de soportar concurrencia ademas de poder soportar el procesamiento de operaciones robustas de manera simultanea, los nodos sensores deben de contar con la capacidad de auto medirse, para realizar tuneo de rendimiento, auto calibrarse para comunicación y posicionamiento mas exactos y auto repararse en caso de incidencias que maltraten el dispositivo.

Seguridad.
  • Los nodos deben de contar con mecanismos de seguridad para prevenir accesos no autorizados, ataques, o daño hacia la información que almacena el nodo.

Compatibilidad y Flexibilidad.
El costo del desarrollo de software impacta de manera directa en el costo del sistema en conjunto, es necesario construir software de tal manera que sea reusable para múltiples dispositivos, también es necesario que el software brinde características de flexibilidad que aporten un punto de ajuste medible en caso de ser necesario.


Redes celulares como redes sensoras inalambricas.



En esta arquitectura, cada base de operación se encuentra premeditada y cuenta con un radio que genera una cobertura en una parte del área  los nodos inalambricos móviles se pueden comunicar siempre y cuando estén dentro del área de cobertura de una base.

La comunicación requiere de un consumo de energía medio para los nodos móviles  y un consumo de energía bastante alto para los nodos estáticos, esto para lograr compensar el alto radio de cobertura que tienen y la capacidad de transmisión de bajo coste que facilitan.

Una vez que se esta definida de forma genérica la arquitectura de la red, se pueden definir los mejores candidatos a nodos móviles en base a las características que debe presentar que se han descrito antes.

Almacenamiento.
Este aspecto se puede evaluar de diversas formas, pero para el caso de este tipo de red, donde la información pasa casi de forma de inmediata de un nodo a otro, no es necesario contar con un gran porcentaje de almacenamiento, caso contrario a que si el escenario fuera lograr la menor taza de comunicación entre nodos, la capacidad de almacenamiento requerida seria necesario de forma considerable.

Fuente de alimentación.
Para este tipo de red es complicado evaluar este aspecto, ya que los nodos móviles serán regularmente equipos móviles donde podría decirse que se cuenta con un dispositivo de comunicación común y existen pocas o nulas variantes de carga, a diferencia de otro tipo de nodos, que son capaces de adaptarse a las fuentes de energía naturales para alimentarse. De todas formas, la capacidad de almacenamiento de energía va de la mano con la forma de transmisión de bajo coste.

Radios.
Este aspecto de evaluación va mas para el lado de los nodos estáticos, donde su radio de cobertura impactara directamente en la conexión entre nodos, los radios de cobertura regularmente son enormes, a tal grado que los nodos móviles tienen la facilidad de conectarse con múltiples nodos base al mismo tiempo, cosa que facilita acciones como la geolocalización  el radio también repercute aunque en menor medida a los nodos móviles  si capacidad de recepción esta definida por ese radio, y a mayor alcance, es necesario un consumo de energía mayor.


Conclusión y Critica.

Sobre el documento:
Me parece muy buena la redacción, desde mi punto de vista el documento puede considerarse como un punto de partida para aquellas personas que buscan apoyo al momento de diseñar la arquitectura de una red sensora, la forma en la que se lleva a campo la teoría que describe al inicio del documento, permite aterrizar la información para obtener un resultado mas entendible.

En general:
Las redes sensoras se están expandiendo hacia muchos campos de aplicación por su dinamismo y adaptabilidad, desde mi punto de vista, las consideraciones descritas antes son vitales para lograr un buen modelo e implementación, yo pienso que se debería de dar un peso ponderado a cada característica existente en el nodo, ya que para mi, existe un nivel de jerarquía donde hay características que son completamente dependientes de otras, el tiempo de vida de la batería es mucho mas relevante a mi parecer al radio o al tamaño del nodo, por decir un ejemplo. Esta podría ser una forma mas exacta de  definir los necesario según el momento que se desea implementar.

Bien, por mi parte es todo.

Saludos!

Referencias.
http://ieeexplore.ieee.org(n.f.)System Architectures for sensor networks Issues, Alternatives and directions[PDF]disponible en:

1 comentario:

  1. El formato de la referencia bibliográfica sigue en desorden. Debería decir algo como:

    J. Feng, F. Koushanfar y M. Potkonjak. System-architectures for sensor networks issues, alternatives, and directions. In Proceedings of 2002 IEEE International Conference on Computer Design: VLSI in Computers and Processors, pp. 226-231, 2002. IEEE. http://dx.doi.org/10.1109/ICCD.2002.1106775

    9 pts.

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