Tesis doctoral de María Soledad Escolar Diaz
En los últimos años, las redes de sensores inalámbricas han adquirido cada vez mayor protagonismo y se han erigido como una prometedora tecnología basada en dispositivos pequeños denominados nodos sensores o motes, que son capaces de monitorizar fenómenos físicos a través de diferentes sensores. Un gran número de diferentes ramas de las ciencias podrían verse beneficiadas. la naturaleza ubicua de los nodos además de la ausencia de una infraestructura de red, hacen posible la instalación de estas redes en terrenos inhóspitos y típicamente inaccesibles para los seres humanos, como por ejemplo glaciares o volcanes, para proporcionar un conocimiento preciso y actualizado. a medida que continúan apareciendo diferentes aplicaciones potenciales, surgen nuevos retos tanto técnicos como conceptuales. Las restricciones severas de los recursos en términos de cómputo, comunicación y, sobre todo, energía, plantean nuevos requerimientos. En particular, la investigación tiende a crear redes heterogéneas que incluyen diferentes dispositivos de hardware e integran sistemas operativos desarrollados ad-hoc. Los sistemas operativos específicamente diseñados para nodos sensores han sido concebidos para gestionar eficientemente sus recursos de hardware y facilitar la programación. Sin embargo, a menudo carecen de la generalidad y de las abstracciones de alto nivel esperadas en esta capa de abstracción. Por tanto, los sistemas operativos no enmascaran completamente su modelo de ejecución ni la plataforma subyacente, convirtiendo la programación de aplicaciones en fuertemente acoplada al sistema operativo y, consecuentemente, reduciendo la portabilidad. esta tesis se centra en la portabilidad de aplicaciones en redes de sensores inalámbricas heterogéneas. con el objeto de contribuir a este relevante ámbito de estudio, la tesis propone una arquitectura de software genérica basada en nodo sensor, la cual soporta el proceso de desarrollo de aplicaciones homogeneizando y facilitando el acceso a diferentes sistemas operativos de nodos sensores. Específicamente, se han establecido los siguientes objetivos principales: 1. Diseñar e implementar una arquitectura genérica de nodo sensor distinguiendo con claridad los diferentes niveles de abstracción del nodo sensor. La arquitectura propuesta debería ser flexible para poder incorporar nuevas abstracciones de alto nivel que faciliten la programación de las aplicaciones. 2. Como parte de la arquitectura, deberá construirse una capa de abstracción localizada entre las aplicaciones y el sistema operativo. Su objetivo es abstraer el sistema operativo subyacente mediante un conjunto de servicios homogéneos que puedan ser mapeados en servicios específicos del sistema operativo. Para ello se deberá especificar en la capa superior de la arquitectura el conjunto de extensiones del lenguaje de programación que permitan escribir aplicaciones portables. Consecuentemente, el código específico de la plataforma puede ser generado a partir de las aplicaciones de alto nivel para diferentes plataformas de nodos sensores. de esta manera, la arquitectura trata los problemas de portabilidad y heterogeneidad en la construcción de aplicaciones. 3. Evaluar la factibilidad de incorporar las abstracciones previamente mencionadas para ser usadas dentro del proceso de desarrollo de aplicaciones, en términos de portabilidad, eficiencia y productividad. En el entorno de las redes de sensores, el consumo eficiente de los recursos de hardware es un aspecto crítico debido al presupuesto limitado del hardware. De hecho, una sobrecarga excesiva haría prohibitiva e inviable la propuesta. esta tesis describe una arquitectura de software genérica para aplicaciones portables en redes de sensores inalámbricas heterogéneas. La solución propuesta y su evaluación se presentan en este documento. Las contribuciones teóricas y prácticas de esta tesis serán analizadas, así como las líneas futuras de investigación que derivan de este trabajo.
Datos académicos de la tesis doctoral «A generic software architecture for portable applications in heterogeneous wireless sensor networks«
- Título de la tesis: A generic software architecture for portable applications in heterogeneous wireless sensor networks
- Autor: María Soledad Escolar Diaz
- Universidad: Carlos III de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 28/05/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Jesús Carretero Pérez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: félix García carballeira
- Antonio Pérez ambite (vocal)
- Luis Orozco barbosa (vocal)
- pedro José Marrón chicote (vocal)