Diseño de un Concentrador para Aplicaciones de Redes de Sensores con Capacidades de Reconfiguración de Parámetros por Software

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Resumen

The design of a gateway that incorporates some concepts of software defined radio (SDR) in wireless sensor networks with Xbee modules is presented in this work. At first, a state of the art about wireless sensor network and their associated problems was carried out in order to find opportunities to implement SDR functionalities to solve the requirements within the environment of a wireless sensor networks. Also, the analysis of development tool is presented, in addition a USRP B210 with GNU Radio is used. Furthermore, a detailed analysis of Xbee layer protocol is presented, including frames fields and hardware capabilities. According with this analysis, transmission and reception functional blocks are developed in GNU Radio. In order to verify the functionality, each one is tested and output values can be monitored. Finally, experimental tests are carried out using a graphic user interface with capabilities of modifying parameters dynamically. Finally, LQI and PER measurements are performed.

Descripción

En este trabajo se presenta el proceso de diseño de un concentrador que implementa funcionalidades de radio definida por software para comunicar redes de sensores inalámbricos compuestas por dispositivos Xbee S2. Inicialmente se realiza una revisión del estado del arte de las problemáticas de las redes de sensores, encontrado oportunidades para la implementación de los conceptos de radio definida por software. Se hace un análisis de las herramientas de desarrollo y se decide utilizar la tarjeta USRP B210 con el software libre GNU Radio. Adicionalmente, se realiza un análisis detallado del protocolo de capas que implementan los módulos Xbee. Con base en dicho análisis se elaboran y ejecutan bloques de transmisión y recepción para cada una de las capas en el software libre GNU radio. Se realizan pruebas que permiten verificar que en el desarrollo se implementan funcionalidades de radio a partir de software, para ello se elabora una interfaz gráfica que permite modificar parámetros de forma dinámica. Finalmente se hacen mediciones del indicador de la calidad de enlace y del error de paquetes para determinar la eficiencia que tiene este desarrollo.

Palabras clave

Redes de Sensores, Radio Definida por Software, GNU Radio, XBee

Citación