Las redes de sensores inalámbricos ( WSN ) se refieren a redes de sensores dedicados y dispersos espacialmente que monitorean y registran las condiciones físicas del entorno y envían los datos recopilados a una ubicación central. Las WSN pueden medir condiciones ambientales como la temperatura, el sonido, los niveles de contaminación, la humedad y el viento. [1]
Son similares a las redes ad hoc inalámbricas en el sentido de que se basan en la conectividad inalámbrica y la formación espontánea de redes para que los datos de los sensores puedan transportarse de forma inalámbrica. Las WSN monitorean las condiciones físicas o ambientales, como la temperatura , el sonido y la presión . Las redes modernas son bidireccionales, recopilan datos [2] y permiten el control de la actividad del sensor. [3] El desarrollo de estas redes estuvo motivado por aplicaciones militares como la vigilancia en el campo de batalla. [4] Estas redes se utilizan en aplicaciones industriales y de consumo, como la supervisión y el control de procesos industriales y la supervisión del estado de las máquinas.
Una WSN está formada por "nodos", desde unos pocos hasta cientos o miles, donde cada nodo está conectado a otros sensores. Cada uno de estos nodos suele tener varias partes: un transceptor de radio con una antena interna o una conexión a una antena externa, un microcontrolador , un circuito electrónico para interactuar con los sensores y una fuente de energía, generalmente una batería o una forma integrada de recolección de energía . Un nodo sensorpodría variar en tamaño desde una caja de zapatos hasta (teóricamente) un grano de polvo, aunque las dimensiones microscópicas aún no se han dado cuenta. El costo del nodo del sensor es igualmente variable, desde unos pocos hasta cientos de dólares, según la sofisticación del nodo. Las restricciones de tamaño y costo restringen recursos como la energía, la memoria, la velocidad computacional y el ancho de banda de las comunicaciones. La topología de una WSN puede variar desde una red en estrella simple hasta una red de malla inalámbrica avanzada de múltiples saltos . La propagación puede emplear enrutamiento o inundación . [5] [6]
En informática y telecomunicaciones , las redes de sensores inalámbricos son un área de investigación activa que respalda muchos talleres y conferencias, incluido el Taller internacional sobre sensores integrados en red (EmNetS) , IPSN , SenSys , MobiCom y EWSN . A partir de 2010, las redes de sensores inalámbricos habían implementado aproximadamente 120 millones de unidades remotas en todo el mundo. [7]
El monitoreo de área es una aplicación común de las WSN. En el monitoreo de área, la WSN se despliega sobre una región donde se va a monitorear algún fenómeno. Un ejemplo militar es el uso de sensores para detectar la intrusión enemiga; un ejemplo civil es el geo-cercado de gasoductos o oleoductos.
Existen varios tipos de redes de sensores para aplicaciones médicas: implantadas, portátiles e integradas en el entorno. Los dispositivos médicos implantables son aquellos que se insertan en el interior del cuerpo humano. Los dispositivos portátiles se utilizan en la superficie del cuerpo de un ser humano o simplemente cerca del usuario. Los sistemas integrados en el entorno emplean sensores contenidos en el entorno. Las posibles aplicaciones incluyen la medición de la posición del cuerpo, la ubicación de personas, el seguimiento general de pacientes enfermos en hospitales y en el hogar. Los dispositivos integrados en el entorno rastrean el estado físico de una persona para un diagnóstico de salud continuo, utilizando como entrada los datos de una red de cámaras de profundidad, un piso de detección u otros dispositivos similares. Las redes de área corporal pueden recopilar información sobre la salud, el estado físico y el gasto de energía de un individuo.[8] [9] En las aplicaciones para el cuidado de la salud, la privacidad y la autenticidad de los datos del usuario tienen una importancia primordial. Especialmente debido a la integración de redes de sensores con IoT, la autenticación del usuario se vuelve más desafiante; sin embargo, se presenta una solución en un trabajo reciente. [10]