Tesis doctoral de Diego Martínez Castro
La naturaleza y complejidad de las nuevas aplicaciones de monitorización y control, junto con los nuevos avances en miniaturización, la comunicación ubicua y la convergencia digital, han impulsado el desarrollo de las redes inalámbricas de sensores y actuadores, lo que ha permitido concebir nuevas aplicaciones que anteriormente eran poco viables debido a limitantes tecnológicos. los nodos de la red se distribuyen sobre el área de cobertura de la aplicación y cooperan para la solución de problemas específicos. Estas arquitecturas de sistemas aumentan la flexibilidad de los mismos, contribuyen a disminuir el impacto producido por los fallos en un componente y los costes de implementación, facilitan las actividades de diagnóstico, mantenimiento y trazabilidad en los procesos, y propician nuevos niveles de seguridad, confort y productividad en todas las áreas, cubriendo desde los entornos industriales hasta los individuos, como por ejemplo aplicaciones de domótica y del cuidado de la salud. en general, estas aplicaciones demandan un elevado nivel de garantía de buen funcionamiento y seguridad, y su naturaleza concurrente y no determinista hace que su análisis y diseño sean complejos. Esto ha una buena correspondencia entre los resultados experimentales y los objetivos de funcionamiento propuestos, lo cual es consecuencia del uso de modelos imprecisos para analizar y diseñar estos sistemas, métodos de validación poco elaborados y plataformas que no soportan los modelos empleados. Por lo que es deseable que el proceso de construcción de estos sistemas sea claro y comprenda los elementos necesarios para su realización. esta nueva área integra disciplinas que han tenido desarrollos aislados, tales como instrumentación, redes de comunicaciones, teoría de control, procesamiento de señales, computación e informática; por lo que cada una emplea métodos de diseño y análisis con formalismos de modelado y herramientas distintas, en donde cada representación pone de manifiesto ciertas características sin contemplar los demás subsistemas. Es decir, que los distintos componentes del sistema se diseñan y analizan en herramientas diferentes, lo que limita el análisis de la interacción entre los mismos y el uso de enfoques metodológicos de diseño concurrente que permitan optimizar algunos de los parámetros críticos en estas aplicaciones. adicionalmente, uno de los grandes desafíos en el desarrollo de estas aplicaciones se centra en que la optimización del diseño en función de un factor, puede ocasionar la disminución de la calidad de la aplicación en función de otro, con lo cual se debe lograr un compromiso entre los mismos. ante las condiciones anteriores, en esta tesis se han realizado varias aportaciones orientadas a establecer una metodología de diseño de aplicaciones de redes inalámbricas de sensores y actuadores con retrasos acotados. Esta metodología se soporta en la coordinación de las actividades de los diferentes niveles de la arquitectura de los nodos de estos sistemas, con lo cual se ha contribuido a la solución de algunos de los desafíos presentes en esta área. la metodología propuesta utiliza una arquitectura de nodo en la que se consideran los requisitos de las aplicaciones, permite la verificación de las restricciones temporales extremo-extremo, y encuentra una distribución de los componentes de la aplicación para obtener un balance entre el mínimo consumo de potencia y los retrasos mínimos en la generación de acciones. adicionalmente se presenta un conjunto mínimo de componentes en redes de petri coloreadas que permiten analizar el funcionamiento de estos sistemas y verificar sus propiedades estructurales y de comportamiento. Los resultados obtenidos por medio de simulación y experimentación corroboran la validez y la efectividad de la metodología de diseño propuesta, y permiten apreciar la importancia de obtener configuraciones de funcionamiento que realicen un balance entre la potencia consumida en los nodos y los retrasos presentes en aplicaciones de control sobre wsan, manteniendo los retrasos acotados.
Datos académicos de la tesis doctoral «Metodología de diseño para minimizar el consumo de potencia y los retrasos en redes inalámbricas de sensores y actuadores con retrasos acotados«
- Título de la tesis: Metodología de diseño para minimizar el consumo de potencia y los retrasos en redes inalámbricas de sensores y actuadores con retrasos acotados
- Autor: Diego Martínez Castro
- Universidad: Politécnica de Valencia
- Fecha de lectura de la tesis: 28/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José Simó Ten
- Tribunal
- Presidente del tribunal: ginés Benet gilabert
- Andrés Fuster guilló (vocal)
- Juan Manuel García chamizo (vocal)
- Juan Antonio Holgado terriza (vocal)