Diseño e implementación de algoritmos de control avanzado...
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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED WSN (WIRELESS SENSOR NETWORK) BASADO EN LOS PROTOCOLOS ZIGBEE, WIFI Y ZIGBEE MESH, PARA EL MONITOREO DE VARIABLES CLIMÁTICAS EN EL INVERNADERO UBICADO EN EL BARRIO RUMIPAMBA DEL NAVAS, CANTÓN SALCEDO, PROVINCIA DE COTOPAXI. Autores: Darwin Enrique Cuji Coque Darío Xavier Pazmiño Moreno Director: Ing. Mayra Erazo Codirector: Ing. César Naranjo
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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED WSN (WIRELESS
SENSOR NETWORK) BASADO EN LOS PROTOCOLOS ZIGBEE,
WIFI Y ZIGBEE MESH, PARA EL MONITOREO DE VARIABLES
CLIMÁTICAS EN EL INVERNADERO UBICADO EN EL BARRIO
RUMIPAMBA DEL NAVAS, CANTÓN SALCEDO, PROVINCIA DE
COTOPAXI.
Autores: Darwin Enrique Cuji Coque
Darío Xavier Pazmiño Moreno
Director: Ing. Mayra Erazo
Codirector: Ing. César Naranjo
AGENDA
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1. INTRODUCCIÓN
2. OBJETIVOS
3. ANTECEDENTES
4. CARACTERITICAS DEL CULTIVO
5. DISEÑO DE LA RED WSN
6. IMPLEMENTACIÓN
7. ANÁLISIS DE RESULTADOS
8. CONCLUSIONES
9. RECOMENDACIONES
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• Las redes WSN, han tenido un rápido desarrollo en los
últimos años, pasando del infrarrojo (comunicación punto
a punto), a redes de medio alcance como ZigBee (multi-
punto), y llegando con redes de mayor alcance como
WiFi.
• Este tipo de redes se han creado con el fin de monitorear
procesos que se encuentren alejados o sean peligrosos
para la intervención del hombre, suprimiendo la
utilización de cableado.
• Estas redes están compuestas por dispositivos
autónomos, coordinadores y nodos sensores que miden
las variables físicas de su entorno.
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
INTRODUCCIÓN
4
• Diseñar e implementar una Red WSN
(Wireless Sensor Network) basada en
los protocolos ZigBee, WiFi y ZigBee
Mesh, para el monitoreo de variables
climáticas en un invernadero de tomate
riñón.
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
OBJETIVO GENERAL
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• Determinar las variables climáticas que intervienen en el desarrollo del
tomate riñón en invernaderos.
• Seleccionar los sensores y módulos de comunicación inalámbrica
necesarios para despliegue de la red WSN.
• Diseñar la red WSN (ZigBee, DigiMesh, WiFi) y la interfaz gráfica para
el monitoreo de las variables climáticas.
• Implementar la red WSN en el invernadero.
• Comparar cual de las 3 redes inalámbricas es la mas acorde para el
área agrícola.
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
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INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
REDES WSN EN EL ÁREA AGRÍCOLA
• En América Latina, después de Brasil, es Ecuador en donde más
explotaciones agrícolas familiares existen.
• La agricultura de precisión favorece una reducción en el consumo de
agua y pesticidas, contribuyendo a la preservación del entorno.
• Entre las aplicaciones mas interesantes se encuentra el control de
plagas y enfermedades, mejorando la producción del cultivo y
reduciendo costes.
CARACTERÍSTICAS DEL CULTIVO
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INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
• En el país hay 1.353 hectáreas de tomate riñón, la producción es de
61.426 toneladas al año, según las estadísticas agropecuarias del
Ecuador ESPAC.
• En el país esta hortaliza es parte de la canasta básica, brindado los
nutrientes necesarios a la población.
• Es un cultivo que se adapta muy bien a cualquier tipo de clima
siempre y cuando no ocurran heladas. Las principales variables
climáticas que intervienen en su desarrollo son: temperatura,
humedad, luminosidad, radiación solar, CO2.
ENFERMEDADES
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INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Variable Enfermedades fuera de rango Consecuencias
Nombre Condición
Temperatura
Humedad Relativa
Tizón tardío T: 10 - 25 °C
Tizón temprano T: 18 - 20 °C.
H: >80%.
Cenicilla T: 17 - 30 °C.
H: < 60%.
Botrytissp T: 17 - 23 °C.
H: 95%.
Luminosidad baja
PLAGAS
7
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Variable Plaga fuera de rango Consecuencias
Nombre Condición
Temperatura
Humedad Relativa
Gusano trozador
En épocas secas y CalurosaPolilla
Pulgón
Ácaros T: 20 - 25 °C
Humedad relativa baja.
Mosca blanca T: 20 - 25 °C
H: 80%
DISEÑO DE LA RED
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Diagrama de Bloques
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
COMPONENTES DEL SENSADO
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INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
• Placa de sensores: Agricultura y Gases
• Sensores: temperatura, humedad, luminosidad, radiación
solar, radiación ultravioleta, estación meteorológica, CO2
• Módulo Waspmote
COMPONENTES DE COMUNICACIÓN
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INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
• Módulos de comunicación: Xbee ZB Pro S1, Xbee ZB Pro S2,
Wifi XN-RV
• Router
• Gateway de configuración XBee
INSTRUCCIONES DE SENSADO
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Principales instrucciones
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Parámetros Instrucciones
Librerías #include <WaspXBeeDM.h>
#include <WaspXBeeZB.h>
#include <WaspWIFI.h>
#include <WaspFrame.h>
#include <WaspSensorAgr_v20.h>
#include <WaspSensorGas_v20.h>
Sensores SensorAgrv20.readValue(SENS_AGR_TEMPERATURE)
SensorAgrv20.readValue(SENS_AGR_LDR)
SensorAgrv20.readValue(SENS_AGR_HUMIDITY)
SensorAgrv20.readValue(SENS_AGR_RADIATION)
SensorAgrv20.readValue(SENS_AGR_ANEMOMETER)
SensorAgrv20.readValue(SENS_AGR_VANE)
SensorGasv20.readValue(SENS_SOCKET3CO)
SensorGasv20.readValue(SENS_CO2)
WR.getBatteryLevel();
Paquetes xbeeZB.setDestinationParams(packet,adreess,dataIN);
xbeeZB.sendXBee(packet);
xbeeDM.setDestinationParams(packet,adreess,dataIN);
xbeeDMsendXBee(packet);
Tramas WIFI.sendHTTPframe(IP, ADDRESS, REMOTE_PORT, frame.buffer, frame.length
RED DIGIMESH
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Estructura
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
RED DIGIMESH
11
Número de sensores
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Nodos Sensores
Nodo 1 Temperatura
Humedad
Luminosidad
Radiación Solar
Nodo 2 Temperatura
Humedad
Luminosidad
Nodo 3 Temperatura
Humedad
Luminosidad
Radiación Ultravioleta
Nodo 4 CO2
CO
RED DIGIMESH
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Configuración de los módulos ZB Pro S1
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Módulos Direcciones propias Dirección de destino PANID Canal Velocidad (BD)
Nodo 1 0013A20040BDA364
Low: 13A200
High: FFFF1234 C 115200
Nodo 2 0013A20040BDA365
Nodo 2 0013A20040BBB3D7
Nodo 4 0013A20040BBB3E6
Coordinado
r
0013A20040BBB3FA
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Diagrama de flujo Nodos
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
13
Diagrama de flujo Coordinador
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
13
MONITOR SERIAL
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Nodo Coordinador
RED ZIGBEE
11
Estructura
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
RED ZIGBEE
11
Número de sensores
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Nodos Sensores
Nodo 1 Estación meteorológica (velocidad y
dirección del viento)
Temperatura
Humedad
Luminosidad
Nodo 2 Temperatura
Humedad
Luminosidad
Radiación Solar
Nodo 3 Temperatura
Humedad
Luminosidad
Radiación Ultravioleta
RED ZIGBEE
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Configuración de los módulos ZB Pro S2
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Módulos Direcciones propias Dirección de destino PANID Canal Velocidad (BD)
Nodo 1 0013A20040B5B798
Low: 13A200
High: FFFF4321 18 115200
Nodo 2 0013A20040B5B7C2
Nodo 2 0013A20040B5B794
Coordinador 0013A20040B5B339
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Diagrama de flujo Nodos
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
13
Diagrama de flujo COORDINADOR
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
13
MONITOR SERIAL
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
NodoCoordinador
DISEÑO HMI
15
Programación
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO HMI
15
Separación de datos (nodos)
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CULTIVO Y COMPONENTES– DISEÑO DE LA RED WSN –
IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES.
DISEÑO HMI
15
Separación de datos (sensores)
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CULTIVO Y COMPONENTES– DISEÑO DE LA RED WSN –
IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES.
DISEÑO HMI
15
Cantidad de bits transmitidos
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Velocidad de transmisión
DISEÑO HMI
15
Errores de transmisión
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO HMI
15
Alarmas
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
RED WIFI
11
Estructura
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
RED WIFI
11
Número de sensores
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Nodos Sensores
Nodo 1 Estación meteorológica (Pluviómetro)
Temperatura
Humedad
Luminosidad
Nodo 2 Temperatura
Humedad
Luminosidad
Radiación Solar
Nodo 3 Temperatura
Humedad
Luminosidad
Radiación Ultravioleta
Nodo 4 CO2
CO
RED WIFI
12
Configuración del Router
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Parámetros Configuración
Nombre de la red WIFI meshlium
Clave tesiswaspmote
Nombre del usuario (manager system) root
Clave tesismeshlium
13
Diagrama de flujo Nodo
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
13
Monitor serial
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
13
Base de datos
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO DEL HMI
15
Configuración del Mysql ODBC
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO DEL HMI
15
Toolkits Mysql
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO DEL HMI
15
Tabla generada
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CULTIVO Y COMPONENTES– DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES.
DISEÑO DEL HMI
15
Programación
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO DEL HMI
15
Separación de datos (nodos)
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO DEL HMI
15
Separación de datos (sensores)
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
DISEÑO DEL HMI
15
Alarmas
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
IMPLEMENTACIÓN
16
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Invernadero A• Tipo: Diente de sierra.
• Cultivo: Etapa final, 2 m.
• Dimensiones: altura 6 m, largo 80 m, ancho 50 m.
• Red: DigiMesh
IMPLEMENTACIÓN
16
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Invernadero B• Tipo: Techo curva.
• Cultivo: Etapa de cosecha, 1.70 m.
• Dimensiones: altura 6 m, largo 70 m, ancho 50 m.
• Red: ZigBee , WIFI
IMPLEMENTACIÓN
16
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Vista completa de la red WSN
IMPLEMENTACIÓN
16
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Hardware
IMPLEMENTACIÓN
16
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Software
IMPLEMENTACIÓN
16
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Software
IMPLEMENTACIÓN
16
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Software
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Complejidad en el rediseño
Parámetro Redes
DigiMesh ZigBee WiFi
Complejidad al añadir
nuevos nodos
Alta Intermedia Baja
Dispositivos a programas
al añadir nuevos nodos.
Se programa
nuevamente:
•Coordinador
•Nodos
•Nuevos nodos
Se programa
nuevamente:
•Coordinador
•Nuevos nodos
Se programa:
•Nuevos nodos
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Cantidad de bits Transmitidos
Red DigiMesh Red ZigBee Red WiFi
Nodos Bits Nodos Bits Nodos Bits
Nodo 1 318 Nodo 1 334 Nodo 1 318
Nodo 2 278 Nodo 2 318 Nodo 2 278
Nodo 3 318 Nodo 3 318 Nodo 3 60
Nodo 4 60 Nodo 4 318
Cantidad de bits total transmitidos
DigiMesh: 974
ZigBee: 970
WiFi: 1044
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Cantidad de bits transmitidosDigiMesh ZigBee
WiFi
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Velocidad de Transmisión
Redes Cantidad de bits
transmitidos
Tiempo de descarga
(seg)
Tiempo de
actualización (seg)
Velocidad de
transmisión
(bps)
DigiMesh 974 2 2 a 3 487
ZigBee 970 3 3 323.33
WiFi 1044 6 8 261
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Velocidad de transmisión
Altura del nodo
respecto al suelo
(m)
Velocidad de transmisión (bps)
DigiMesh ZigBee WiFi
0 974 625 984
0.5 974 625 984
1 974 625 984
1.5 974 970 1044
1.8 974 970 1044
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Consumo de batería
Red DigiMesh
Nodos Consumo por hora (%) Consumo por día (%)
Nodo 1 1.3 31,2
Nodo 2 1.2 28.8
Nodo 3 1.3 31.2
Nodo 4 1.7 40.8
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Consumo de batería
Red ZigBee
Nodos Consumo por hora (%) Consumo por día (%)
Nodo 1 0.95 22.9
Nodo 2 1.03 24.72
Nodo 3 1.03 24.72
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Consumo de batería
Red WiFi
Nodos Consumo por hora (%) Consumo por día (%)
Nodo 1 0.85 20.4
Nodo 2 0.90 21.6
Nodo 3 0.90 21.6
Nodo 4 1.7 40.8
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Consumo de batería
Redes
Consumo total (%)
Hora Día
DigiMesh 1.375 33.02
ZigBee 1.003 24.11
WiFi 1.087 26.10
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Estabilidad de la red (sensores)
Red ZigBee
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Estabilidad de la red (sensores)
Red DigiMesh
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Estabilidad de la red (sensores)
Red WIFI
ANÁLISIS DE RESULTADOS
17
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
Red WIFI
Red DigiMesh
Red ZigBee
CONCLUSIONES
55
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
• La Red WiFi es la red más estable, tomando en cuenta
que su tiempo de actualización es 3 veces mayor a las
redes DigiMesh y ZigBee, esto se debe a que los
sensores Libelium necesitan de un determinado tiempo
de inicialización y mientras mayor sea este tiempo, el
valor sensado será más preciso, brindando a la red
mayor estabilidad en los datos obtenidos.
• El tamaño de la planta influye en la comunicación entre
nodos y coordinador, esto ocurre solo en las redes WiFi
y ZigBee. La red DigiMesh se ve afectada en menor
porcentaje gracias a su topología malla.
CONCLUSIONES
55
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
• La red WiFi tiene un mejor desempeño en el ahorro de
consumo de energía, a mayor cantidad de datos
recolectados por hora, la red consume más corriente,
debido a que los módulos Waspmote no están diseñados
para adquirir gran cantidad de datos en cortos periodos
de tiempo.
• DigiMesh y ZigBee presentaron la mejor velocidad de
transmisión, lo que las hacen ideales para medir
variables rápidas como la velocidad del viento, dirección
del viento, luminosidad, etc. Por otro lado WiFi favorece
el sensado de variables lentas (temperatura, humedad
relativa, CO2).
RECOMENDACIONES
56
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
• Si dicha aplicación es implementada en plantaciones de
mayor tamaño es necesario incorporar mayor número de
nodos y Gateway para seguir obteniendo los mismos
resultados satisfactorios, contrarrestando así las
desventajas que la distancia presenta entre dispositivos.
• Colocar los nodos de la red WSN específicamente la
etapa de comunicación, al mismo nivel o por encima del
tamaño de la planta.
• Si la aplicación requiere de la obtención de datos de
manera continua, es necesario la utilización de las
baterías de paneles solares.
RECOMENDACIONES
56
INTRODUCCIÓN – OBJETIVOS – ANTECEDENTES – CARACTERISTICA DEL CULTIVO – DISEÑO DE LA RED
WSN – IMPLEMENTACIÓN - ANÁLISIS DE RESULTADOS – CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES
• Realizar un estudio previo del ambiente donde la red será
implementada, con el fin de determinar los puntos críticos
(mayor variación climática, mayor volumen de cultivo,
zonas más húmedas, etc.).
