Redes inalámbricas de sensores

“Una red inalámbrica de sensores está compuesta por una cantidad de pequeños dispositivos, autónomos, distribuidos físicamente, llamados nodos de sensores, instalados alrededor de un fenómeno para ser monitoreado, con la capacidad de almacenar y comunicar datos en una red en forma inalámbrica.” (Vásconez, 2013).

Según (Antonio Ruiz, José Molina, 2010) una WSN se lo define como un sistema distribuido de censado, constituido por dispositivos de bajo consumo de energía con la capacidad de adquirir datos de sensores y enviar de forma inalámbrica a una estación base para el tratamiento de información.

Características

Las redes de sensores inalámbricas tienen características que las hacen cada vez más atractivas desde el punto de vista industrial: bajo coste, bajo consumo, fácil despliegue, escalabilidad, etc., es por eso que se detalla a continuación las siguientes características.

Gestión de recursos y energía: Los sensores son dispositivos miniaturizados con limitaciones, tanto de procesamiento como de energía. El entorno de despliegue puede a su vez llevarlos a sitios inaccesibles, donde en la mayoría de los casos dependen únicamente de su capacidad de comunicación. En base a estas restricciones, las tres operaciones básicas de este tipo de dispositivos son: la sensorización, el procesamiento de los datos y la comunicación, deben realizarse y planificarse con la intención de no malgastar recursos innecesariamente, ya que ello puede repercutir negativamente en la vida y operación de la red.

Escalabilidad, movilidad y topología de red dinámica: El entorno altamente dinámico donde operan las redes de sensores necesita de mecanismos robustos de funcionamiento tolerantes a fallos. A su vez, los propios sensores necesitarán autoconfigurarse y automantenerse para adaptarse a los cambios en la red.

Heterogeneidad: La multitud de dispositivos diferentes obliga a unificar de alguna manera las operaciones más utilizadas, como son la configuración, la ejecución y sobre todo la comunicación. Las aplicaciones o plataformas tienen que ser capaces de abstraer las particularidades del hardware en funciones abstractas de alto nivel.

Organización dinámica de la red: Muchos de los recursos con los que se cuenta en las redes de sensores son dinámicos (la energía, el ancho de banda, capacidad de procesamiento, número de nodos). La organización de dichos elementos es una parte esencial de la propia red. Con este objetivo tiene que existir un mecanismo de descubrimiento que permita saber en todo momento cómo está la red y quiénes están accesibles.

Integración en el mundo físico: Gran parte de los sistemas que se despliegan con redes de sensores están basados en escenarios donde el tiempo y el espacio (la localización) son fundamentales para el sistema. Es por ello que los servicios que proporcionen las plataformas tienen que soportar las características de tiempo real que demandan las aplicaciones.

Conocimiento de las aplicaciones: Otro de los aspectos a considerar es el grado en que las aplicaciones van a conocer las características de la red de sensores inalámbricas. En el mejor de los casos, la abstracción total, serán necesarios mecanismos de mapeo, las necesidades de comunicación de las aplicaciones y los parámetros de red necesarios para conseguirlas.

Agregación de datos: El despliegue de multitud de sensores con características similares puede provocar la existencia de datos redundantes en ciertas localizaciones. La gestión y agregación de estos datos puede ahorrar energía y recursos, por lo que pueden ser necesarios nuevos enfoques de comunicación centrados en los datos.

Calidad de servicio: La calidad de servicio es un término muy amplio que puede tener diferentes interpretaciones. En lo referente a las redes de sensores inalámbricas, son importantes dos ámbitos, el de aplicación y el de red. El de aplicación tendrá en cuenta las necesidades de la aplicación en cuanto a medidas de los nodos, el despliegue o los nodos activos, entre otros. El ámbito de red se centrará en cómo cumplir las necesidades de las aplicaciones, gestionando el ancho de banda y la energía.

Seguridad: En muchas ocasiones la información con la que tratan los sensores puede ser sensible para el usuario. Así mismo, las condiciones de despliegue y el uso de tecnologías inalámbricas para las comunicaciones los hacen más vulnerables a los ataques malintencionados.

Funcionamiento

Las redes de sensores inalámbricos están formadas por un conjunto de pequeños dispositivos denominados nodos sensores, con capacidad limitada de cómputo y comunicación, cuyo tiempo de vida depende de una batería adjunta al dispositivo. El tiempo de vida de la red de sensores inalámbricos dependerá por tanto del tiempo de vida de la batería de sus nodos. Estos dispositivos se encuentran dispersos de manera ad-hoc en una determinada área a monitorizar.

Típicamente, el modelo seguido por las aplicaciones es el siguiente: realizar una serie de mediciones sobre el medio, transformar dicha información en digital en el propio nodo y transmitirla fuera de la red de sensores inalámbricos vía un elemento gateway a una estación base, donde la información pueda ser almacenada y tratada temporalmente para acabar finalmente en un servidor con mayor capacidad que permita componer un histórico o realizar un análisis de datos.

Dispositivos y componentes

En una red de sensores inalámbricos, podemos encontrar:

Nodos inalámbricos

Puertas de enlace

Estaciones base

Nodo inalámbrico

Los nodos inalámbricos son llamados también motas, del inglés “mote”, por su ligereza y reducido tamaño. Son dispositivos electrónicos capaces de captar información proveniente del entorno en el que se encuentran, procesarla y transmitirla inalámbricamente hacia otro destinatario.

Estos nodos o motas son diseñados y programados para formar parte de una red con un objetivo particular, lo que quiere decir que una mota aislada tiene muy poca utilidad.

Los nodos inalámbricos se clasifican en dos tipos, como a continuación se presenta.

Nodos intermedios

También conocidos como “routers” son los encargados de extender el alcance de la red, rodear obstáculos a la transmisión sin hilos y proveer rutas alternativas para el tránsito de mensajes que se envían al gateway.

Nodos finales

Son considerados dispositivos de funciones reducidas pues tan solo tienen la labor de sensar la información y transmitirla al siguiente nodo de la red. No tienen que encargarse de recibir información vía radio ni de luego retransmitirla.

Puerta de enlace

Las Puertas de Enlace son elementos para la interconexión entre la red de sensores y una red de datos (TCP/IP). Es un nodo especial sin elemento sensor, cuyo objetivo es actuar como puente entre dos redes de diferente tipo.

En este tipo de aplicaciones donde se usan redes de sensores (RSI), éstas no pueden operar completamente aisladas y deben contar con alguna forma de monitoreo y acceso a la información adquirida por los nodos de la red de sensores. De aquí surge la necesidad de conectar las redes de sensores a infraestructuras de redes existentes tales como Internet, redes de área local (LAN) e intranets privadas. Los dispositivos que realizan la función de interconectar dos redes de diferente naturaleza se les llama dispositivo puerta de enlace (Gateway).

Estación base

La estación base es el recolector de datos basado en un ordenador común o sistema empotrado. Los datos van a parar a un equipo servidor dentro de una base de datos, desde donde los usuarios pueden acceder remotamente y poder observar y estudiar los datos almacenados.

Componentes de una red inalámbrica de sensores

(Vásconez, 2013) describe los componentes que forman parte de una red inalámbrica de sensores la cual se basa en:

Sensores: de distintos tipos y tecnologías los cuales toman del medio la información y la convierten en señales eléctricas.

Nodo sensor: dispositivos con capacidad de procesamiento y almacenamiento que toma los datos del sensor a través de sus puertas de datos, y envían la información de forma inalámbrica a la estación base.

Gateway: Elementos para la interconexión entre la red de sensores y una red TCP/IP.

Estación base: Recolector de datos de los nodos para tratamiento de información.

Red inalámbrica: Típicamente basada en el estándar 802.15.4.

Topologías de una red inalámbrica de sensores

Las topologías de las redes inalámbricas de sensores permiten que los datos recolectados de los sensores elijan caminos lógicos para que éstos sean transportados, mediante la comunicación inalámbrica, hacia una estación base o hacia otro nodo.

Las topologías que pueden implementarse pueden ser:

Punto a punto: la comunicación es más sencilla por ser nodo a nodo; pero uno debe ser coordinador para establecer la comunicación.

Estrella: el coordinador se sitúa en el centro y los nodos alrededor de éste para establecer una comunicación, tomando en cuenta que los nodos finales no se comunican directamente, sino a través del nodo central; la ventaja de éste es que consume menos energía pero al contrario limita la distancia de comunicación.

Árbol: cada nodo mantiene una sola trayectoria de comunicación directa al coordinador pero puede usar otros nodos para enrutar sus datos a esa trayectoria. Esta topología tiene un problema que si el nodo ruteador falla, todos los nodos que dependen de éste también pierden sus trayectorias de comunicación con el coordinador. (Cianca, 2012).

Malla: los nodos mantienen múltiples trayectorias de comunicación al coordinador, si algún nodo ruteador falla, la red automáticamente enruta los datos a través de una trayectoria diferente. La topología de malla, aunque es muy confiable, sufre de incremento de latencia de red ya que los datos deben hacer múltiples saltos antes de llegar al coordinador. (Cianca, 2012).

Estándares inalámbricos

Los estándares inalámbricos ofrecen facilidades para la comunicación entre diferentes dispositivos a distancias importantes y a altas velocidades de transmisión, además de la capacidad de crear sistemas centralizados y distribuidos sin el uso de cableado.

A.        ZIGBEE

Es una tecnología de uso libre desarrollada por la Alianza Zigbee. Está basada en el estándar IEEE 802.15.4, con velocidades comprendidas entre 20 kbps y 250 kbps y rangos de 10 m a 100 m. [5] Es un estándar usualmente aplicado en redes de sensores y puede interoperar con otras tecnologías de radiofrecuencia. Tiene como objetivo las aplicaciones que requieran comunicaciones en una red altamente segura, ya que usa el estándar AES-128 (Advanced Encryption Standard), un bloque de cifrado complejo que encripta los paquetes de tal manera que sea difícil vulnerar el sistema de protección de la información.

IEEE 802.15.4

El ámbito de aplicación del grupo de tareas IEEE 802.15.4, tal como se define en su primera solicitud de autorización del proyecto, es «definir las especificaciones de PHY y MAC para conectividad inalámbrica de baja tasa de datos con dispositivos fijos, portátiles y móviles sin requisitos de consumo de batería que normalmente operan en el Espacio de Operación Personal (POS) de 10 metros». Además, el objetivo del proyecto es «proporcionar una norma de baja complejidad, bajo coste, pequeño consumo de energía y conectividad inalámbrica de baja velocidad de datos entre dispositivos.

Componentes:

Hay tres tipos de dispositivos: en primer lugar, el Coordinador de red (C) que mantiene el conocimiento general de la red, requiere más memoria y potencia de cálculo; en segundo lugar, el Router (R), el cual es compatible con todas las funciones y características del estándar IEEE 802.15.4, se asocia con el coordinador de la red y puede actuar como coordinador, es el encargado del enrutamiento de saltos múltiples de los mensajes; finalmente, el dispositivo final (E), el cual es el elemento básico de la red. Este no realiza funciones de enrutamiento.

Topologías:

Zigbee permite tres topologías: en estrella, malla y árbol.

Las redes ZigBee pueden usar redes de malla, las cuales pueden extenderse sobre un área grande y contener miles de nodos. Puede estar formada por hasta 255 nodos. Utilizando el direccionamiento local, se puede configurar una red de 65536 nodos (216).

Características de transmisión:

Están disponibles 27 canales a través de las diferentes bandas de frecuencias.

B.        WI-FI

Es una tecnología inalámbrica ampliamente aceptada que se conoce por ser un sello de interoperabilidad entre diferentes dispositivos inalámbricos que soportan el estándar IEEE 802.11. Existe una gran variedad de configuraciones que ayudan a que este tipo de redes inalámbricas se adapten a casi cualquier necesidad.

Asimismo, el estándar IEEE 802.11 define diferentes mecanismos de cifrado que permita transportar de manera segura la información, buscando la autentificación y la privacidad. Entre ellos, está el WEP (Wired Equivalent Privacy) que es un método de cifrado basado en un algoritmo de encriptación RC4, que utiliza clave de 64 bits para el cifrado de los datos. Por otro lado, el WPA (Wi-Fi Protected Access) es un que mejora el cifrado de los datos y propone el protocolo TKIP (Temporary Key Integrity Protocol), el cual cambia la clave compartida entre punto de acceso y cliente cada cierto tiempo, para evitar ataques que permitan revelar la clave.

IEEE 802.11

Componentes:

La arquitectura IEEE 802,11 se compone de varios elementos que interactúan para proporcionar una WLAN. Entre ellos están: las estaciones, los dispositivos con interfaz inalámbrica; el Conjunto de Servicio Básico (BSS), grupo de estaciones que se intercomunican entre ellas; y el Conjunto de Servicio Extendido (ESS), unión de varios BSS.

Topologías:

Estas configuraciones se pueden dividir en dos grupos:

P2P: También conocidas como redes ad hoc, es la configuración más sencilla, ya que en ella los únicos elementos necesarios son terminales móviles equipados con los correspondientes adaptadores para comunicaciones inalámbricas.

Punto de acceso: Puede cumplir la función de un puente o repetidor, por tanto son capaces de aumentar el alcance de una red inalámbrica. Esta es la topología más común de una red Wi-Fi. El usuario, una vez conectado a un punto de acceso, puede moverse libremente por las zonas en las que haya cobertura, y en su movimiento irá cambiando de punto de acceso, de manera que se mantenga a una conexión a red.

Características de transmisión:

Wi-FI posee diferentes subestándares: 802.11b, 802.11a, 802.11g y 802.11g.

C. BLUETOOTH
Es un enlace radio de corto alcance asociado a las redes de área personal inalámbricas o WPAN. Se extiende a un espacio de radio de 10 hasta 100 metros, dependiendo de la clase del dispositivo Bluetooth. Funciona en la banda de frecuencia de 2.4 GHz que no precisa de ninguna licencia y su máxima velocidad de transmisión es de 3 Mbps. Los componentes de Bluetooth son más pequeños, baratos y consumen menos energía que sus homólogos de Wi-Fi. Desarrollado originalmente por Ericsson, Bluetooth es estandarizado bajo la referencia IEEE 802.15.1.

IEEE 802.15

• Componentes:
La comunicación también se basa en el principio maestro-esclavo, como se muestra en la figura 08. Una piconet, grupo de equipos, comprende de un maestro y ocho esclavos como máximo, donde la comunicación sólo se da entre maestro y esclavo, mas no entre los esclavos. No hay ningún límite teórico para el número de dispositivos habilitados con Bluetooth que comparten un canal, pero sí, un límite para el número de estos dispositivos que pueden participar activamente en el intercambio de datos con el maestro. Un esclavo puede ser parte de muchos piconets.

• Características de transmisión:
El rango de frecuencias en el que se mueve Bluetooth es de 2.402 GHz a 2.480 GHz (ver tabla 03). Se puede transmitir voz, datos y video a 721 Kbps. La versión 1,0 ofrece un ancho de banda máximo de 1 Mbps para un intervalo de aproximadamente 10 m.

Existen tres clases:
Clase 1: Para dispositivos de alto rango (rango de hasta 100 m), las características de potencia son: 20 dBm (100 mW).

Clase 2: Para PCs normales y dispositivos portátiles conectados (rangos de hasta 10 m), las características de potencia son 4 dBm (2,5 mW).

Clase 3: Para dispositivos de baja potencia (rango de hasta de 1 m), las características eléctricas son: 0 dBm (1 mW).

D. Comparación entre Zigbee, Wi-Fi y Bluetooth
Como se observa en la tabla 04, tanto Zigbee como Bluetooth tienen bajo consumo de potencia a diferencia de WiFi. Sin embargo, la desventaja de Bluetooth es la poca cantidad de nodos que soporta (8 nodos), a diferencia de Zigbee que soporta hasta 65536 nodos agrupados hasta en 255 subredes.

Por otro lado, la tasa de transmisión que ofrece la tecnología Zigbee es suficiente para las aplicaciones de un sistema domótico. Si bien no es alta, los dispositivos de radiofrecuencia están en la mayoría de tiempo en reposo, por lo que no se requieren altas velocidades.

Elementos de una red inalámbrica de sensores

A. Sensores
Son los elementos encargados de recoger la información de los diferentes parámetros que controlan, como humo, temperatura, luz, humedad, etc., y enviar al sistema de control centralizado para que actúe. Algunos sensores utilizados en sistemas de seguridad son el detector de movimiento (PIR), detector de humo, detector de temperatura, detector de gas, contacto magnético, entre otros.

Detector de humo:
Es un dispositivo que permite proporcionar seguridad contra incendios mediante la detección de humo en el ambiente. Existen dos tipos de tecnologías de detección:

a) Detector de tipo óptico (fotoeléctrico):
La detección óptica de humos puede darse a través de dos formas, mediante la absorción o difusión de la luz.
– De rayo infrarrojo: Están compuestos por un diodo semiconductor que emite luz y otro fototransistor que la recibe en todo momento. Cuando se oscurece el espacio entre ellos debido al humo, sólo una fracción de la luz emitida alcanza al receptor, provocando que la señal eléctrica producida por éste sea más débil y por tanto se activa la alarma.
– De tipo puntual: Están compuestos por un emisor y receptor que se encuentran ubicados en la misma cámara separados por una pantalla, de manera que el rayo emitido no alcanza el receptor.
El haz de luz emitido se refracta cuando el humo entra en la cámara y puede alcanzar al receptor, lo cual activa la alarma.

b) Detector de tipo Iónico:
Este tipo de detector es más económico y es sensible a los humos no visibles. Las partículas de combustión que ascienden al techo penetran en la cámara de aire del detector, variando la conductividad del aire ionizado, lo cual genera que la corriente eléctrica disminuya o se interrumpa.

Para su mantenimiento, es necesario considerar su alimentación, si trabajan a batería o conectados a la red eléctrica, en el caso de las baterías estas se consumen cada cierto tiempo, por ello se debe revisar el estado de las baterías cada 6 meses.

Detector de inundación:
Es aquel dispositivo que está destinado a detectar posibles escapes de agua con el fin de evitar inundaciones en lugares como cocinas, baños, bodegas, sótanos y otros lugares donde existan canalizaciones y tomas de agua. El sensor puede estar compuesto por dos elementos: la sonda que detecta la presencia de agua y acciona el contacto, y el detector que analiza la señal procedente de la sonda y que permite activar la alarma.

Detector de movimiento:
Es un equipo electrónico que detecta el movimiento físico en un área determinada y lo transforma en una señal eléctrica que puede activar equipos de seguridad, luces, alarmas sonoras entre otros. Existen tres tipos:

a) Sensor inductivo:
Este tipo de sensores detecta el cambio de inductancia que provoca un objeto metálico dentro de un campo magnético. Constan de una bobina y un imán. Cuando un objeto ferromagnético penetra o abandona el campo magnético del imán, el cambio que se produce en él induce una corriente en la bobina. Si se detecta una corriente en la bobina, significa que algún objeto ferromagnético ha entrado en el campo del imán. La desventaja de este tipo de sensores es la limitación a objetos ferromagnéticos; sin embargo, suelen ser utilizadas en aplicaciones industriales.

b) Sensor infrarrojo:
– Activo: Esta tecnología detecta un cambio en el ambiente mediante la inyección de luz, microondas o sonido. Incluye una fuente de radiación y un sensor infrarrojo sensible a la variación de radiación sensada. Se activa si el intruso interrumpe el camino de luz infrarroja.
– Pasivo (PIR): Esta tecnología permite detectar un cambio de la energía calorífica (temperatura) emitida por un objeto o cuerpo que se mueve a través del campo de vista del sensor. Generalmente, utiliza sistemas ópticos y múltiples elementos de sensado de polaridad alternante para crear un patrón de detección en el ambiente de interés.

c) Sensor ultrasónico:
Es un sensor volumétrico que usa el principio Doppler para registrar dicho movimiento. Los sensores basados en esta tecnología trabajan con la emisión de ondas ultrasónicas, a partir de ello se espera a que se reflejen estas ondas en algún objeto, si las ondas retornan implica la intrusión de un objeto dentro del área.
Permiten la detección de intrusos a distancias mayores.

Contacto magnético:
Es un dispositivo cuya función es detectar la apertura de una puerta o ventana. Consiste en un imán que permite abrir o cerrar el contacto eléctrico, de tal manera que se genera una reacción en señal de alerta. Consta de dos partes: una se coloca en la puerta o ventana (transmisor), ya sea con tornillos o con adhesivos, y la otra (receptor) en el marco de la puerta o ventana.

Detector de gas:
Este dispositivo se utiliza para la detección de posibles fugas de gas, lo cual evita que los usuarios de algún hogar o edificio se intoxiquen y reduce la posibilidad de explosiones.

Frente a una determinada concentración, los del tipo B emiten una señal luminosa – acústica de aviso, y los del Tipo A, además, activan el corte automático de gas.

Este último es un sistema que permite el corte del suministro de gas al recibir una determinada señal procedente de un detector de gas, de una central de alarmas o de cualquier otro dispositivo previsto como elemento de seguridad receptor; es posible la reapertura del suministro mediante un rearme manual.

B. Actuadores
Son los elementos que tras recibir la información procedente del sistema de control central, modifican el estado de ciertos equipos. Los más usados son: los contactores, relés, las electroválvulas de corte de suministro (gas y aguas), motores y sirenas o elementos zumbadores para el aviso de alarmas. En la figura 10 se pueden observar algunos ejemplos de actuadores.

C. Unidad de control
Son los que llevan el control del sistema, recibiendo las señales procedentes de los sensores para luego gestionarlas e interpretarlas y decidir, a través del software que lleva incorporado, a qué salida debe activar, transmitiendo los comandos a los actuadores para que actúen en consecuencia.

D. Estación base y remota
La estación base se constituye por un servidor que almacena y procesa todos los datos provenientes de la red. La estación remota, o mote, recibe los datos que el sensor le envía, recopila y procesa esta información, se comunican con los otros nodos de la red y con la estación base.

Aplicaciones de las redes de sensores inalámbricos

(Cianca, 2012) especifica que las redes de sensores inalámbricas pueden aplicar en diferentes áreas como:

• Eficiencia energética: redes de sensores que se utiliza para controlar el uso eficaz de la energía.

• Seguridad: existen lugares que requieren altos niveles de seguridad para evitar ataques terroristas, centrales nucleares, aeropuertos, edificios del gobierno de paso restringido, las cuales pueden detectar situaciones que con una cámara sería imposible.

• Sensores ambientales: el monitoreo de temperatura, humedad, fuego, actividad sísmica así como otras, pueden ayudan a expertos a diagnosticar o prevenir desastres naturales.

• Automoción: son el complemento ideal a las cámaras de tráfico, ya que pueden informar de la situación del tráfico en ángulos muertos que no cubren las cámaras y también pueden informar a conductores de la situación.

• Medicina: mejorar la calidad de vida de pacientes que tengan que tener controlada sus constantes vitales (pulsaciones, presión, nivel de azúcar en sangre, etc.), podrá mejorar sustancialmente.
• Domótica: ideal para monitorear y control el hogar ofreciendo comodidad.

GLOSARIO

API: Es un conjunto de normas y especificaciones que los programas de software pueden seguir para comunicarse entre sí.

Bluetooth: Es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPANs) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz.

Board: Placa madre o tarjeta madre. Es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador.

Captación de energía: Es el proceso por el cual la energía proviene de fuentes externas (por ejemplo, la energía solar, energía térmica, energía eólica, gradientes de salinidad, y la energía cinética), capturada y almacenada para los pequeños, dispositivos inalámbricos autónomos, como los utilizados en la electrónica portátil y redes de sensores inalámbricos.

Cobertura de la red: Es el ámbito geográfico al que provee de conectividad. En el caso de una red con cables, la cobertura solo se refiere a aquellas ubicaciones donde existe un punto de acceso (o en inglés, un “point of presence”, PoP). Si se considera una red inalámbrica, el concepto de cobertura adquiere pleno significado y, típicamente, es función de la frecuencia utilizada en la transmisión, de la potencia efectiva transmitida, de las características atmosféricas de la zona en cuestión.
Diseño de una red: El diseño de una red informática es determinar la estructura física la red. Un buen diseño de la red informática es fundamental para evitar problemas de pérdidas de datos, caídas continuas de la red, problemas de lentitud en el procesamiento de la información y problemas de seguridad informática y crecimiento futuro de la red.

Estándar ZigBee: Es un estándar de comunicaciones inalámbricas diseñado por la ZigBee Alliance. Es un conjunto estandarizado de soluciones que pueden ser implementadas por cualquier fabricante. ZigBee está basado en el estándar IEEE 802.15.4 de redes inalámbricas de área personal (wireless personal área Newark, WPAN) y tiene como objetivo las aplicaciones que requieren comunicaciones seguras con baja tasa de envío de datos y maximización de la vida útil de sus baterías.

IEEE 1451: Es un conjunto de normas Smart interfaz del transductor desarrollado por la instrumentación IEEE y el sensor de medición de la Sociedad de Tecnología del Comité Técnico que describen un conjunto de procedimientos abiertos, interfaces comunes, la comunicación de red independiente para la conexión de transductores (sensores o actuadores) a los microprocesadores, sistemas de instrumentación y control / redes de campo.

IEEE 802.15.4: Es un estándar que define el nivel físico y el control de acceso al medio de redes inalámbricas de área personal con tasas bajas de transmisión de datos (lowrate wireless personal area network, LR-WPAN).

IEEE 802.11: Define el uso de los dos niveles inferiores de la arquitectura OSI (capas física y de enlace de datos), especificando sus normas de funcionamiento en una WLAN. Los protocolos de la rama 802.x definen la tecnología de redes de área local y redes de área metropolitana.

Mesh: Red en malla, es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.

Micro controlador: es una pequeña computadora en un solo circuito integrado que contiene un núcleo de procesador, memoria y entrada programable / periféricos de salida.

Monitorear: Se define como observar mediante aparatos especiales el curso de uno o varios parámetros fisiológicos o de otra naturaleza para detectar posibles anomalías.

Peer to peer: Es una red de computadoras en la que todos o algunos aspectos funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí.

Protocolos de comunicación: Los protocolos de comunicación instituyen los parámetros que determinan cuál es la semántica y cuál es la sintaxis que deben emplearse en el proceso comunicativo en cuestión. El protocolo de comunicación determina cómo deben circular los mensajes dentro de una red. Cuando la circulación de la información se desarrolla en Internet, existen una serie de protocolos específicos que posibilitan el intercambio.

Puerto de enlace: Es el dispositivo que actúa de interfaz de conexión entre aparatos o dispositivos, y también posibilita compartir recursos entre dos o más computadoras. Su propósito es traducir la información del protocolo utilizado en una red inicial, al protocolo usado en la red de destino.

Punto a punto: Las redes punto a punto son aquellas que responden a un tipo de arquitectura de red en las que cada canal de datos se usa para comunicar únicamente dos nodos, en contraposición a las redes multipunto, en las cuales cada canal de datos se puede usar para comunicarse con diversos modos.

Redes de área local: Es un grupo de equipos que pertenecen a la misma organización y están conectados dentro de un área geográfica pequeña a través de una red, generalmente con la misma tecnología (la más utilizada es Ethernet).

Red de sensores inalámbrica: Una red de sensores inalámbricos (WSN) es una red inalámbrica que consiste en dispositivos distribuidos espaciados autónomos utilizando sensores para monitorear condiciones físicas o ambientales. Un sistema WSN incorpora un gateway que provee conectividad inalámbrica de regreso al mundo de cables y nodos distribuidos.

Redes inalámbricas de área local: También conocida como WLAN (del inglés wireless local area network), es un sistema de comunicación inalámbrico para minimizar las conexiones cableadas. Es en la que un usuario móvil puede conectarse a una red de área local (LAN) a través de una conexión inalámbrica (radio). El grupo IEEE 802.11 de estándares especifica las tecnologías para redes LAN inalámbricas.

Ruido electrónico: Interferencias o parásitos a todas aquellas señales, de origen eléctrico, no deseadas y que están unidas a la señal principal, o útil, de manera que la pueden alterar produciendo efectos que pueden ser más o menos perjudiciales. Sseac: Sistema de Seguridad para Equipos de Alto Costo.

Sensores: Un sensor o captador, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular. Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc… todos aquellos componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de componentes activos.

Topología de árbol: Es una topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.

Topología de malla: Es una topología en la que cada nodo o computadora está conectado a las demás computadoras. De esta forma es más fácil llevar los mensajes de una computadora a otra computadora por diferentes caminos. En esta topología todas las computadoras están interconectadas entre sí por medio de un tramado de cables. Esta configuración provee redundancia porque si un cable falla hay otros que permiten mantener la comunicación.

Topología estrella: Es una de las topologías más populares de un LAN (Local Area Network). Es implementada conectando cada computadora a un Hub central. El Hub puede ser Activo, Pasivo o Inteligente. Un hub activo es solo un punto de conexión y no requiere energía eléctrica. Un Hub activo (el más común) es actualmente un repetidor con múltiples puertos; impulsa la señal antes de pasarla a la siguiente computadora. Un Hub Inteligente es un hub activo pero con capacidad de diagnóstico, puede detectar errores y corregirlos.

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