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 temperatura, sonido, niveles de contaminación, humedad y viento. [1]
Son similares a las redes inalámbricas ad hoc en el sentido de que dependen de la conectividad inalámbrica y la formación espontánea de redes para que los datos de los sensores se puedan transportar de forma inalámbrica. Los WSN monitorean las condiciones físicas o ambientales, como la temperatura , el sonido y la presión . Las redes modernas son bidireccionales, ya que recopilan datos [2] y permiten el control de la actividad de los sensores. [3] El desarrollo de estas redes fue 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.
Un WSN se compone de "nodos", desde unos pocos hasta cientos o miles, donde cada nodo está conectado a otros sensores. Cada uno de estos nodos tiene típicamente varias partes: un transceptor de radio con una antena interna o 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 descubierto. El costo del nodo sensor es igualmente variable, desde unos pocos hasta cientos de dólares, dependiendo de la sofisticación del nodo. Las restricciones de tamaño y costo limitan recursos como energía, memoria, velocidad computacional y ancho de banda de comunicaciones. La topología de una WSN puede variar desde una simple red en estrella hasta una avanzada red de malla inalámbrica 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 . En 2010, las redes de sensores inalámbricos habían desplegado 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 implementa en una región donde se debe 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.
Hay 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 dentro del cuerpo humano. Los dispositivos portátiles se utilizan en la superficie del cuerpo de un ser humano o muy 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, la monitorización general de pacientes enfermos en hospitales y en casa. 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 sensor u otros dispositivos similares. Las redes de áreas corporales pueden recopilar información sobre la salud, el estado físico y el gasto energético de una persona.[8] [9] En las aplicaciones sanitarias, la privacidad y autenticidad de los datos del usuario tiene 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 trabajos recientes. [10]