Diseño de redes de sensores inalámbricos con inteligencia artificial distribuida

Abstract

A modo de resumen, abordamos aquí la descripción de los principales trabajos realizados durante el transcurso de la misma. Se notan las principales conclusiones que pueden extraerse y la aportación que supone la disertación realizada en tesis para la comunidad científica. A lo largo de esta memoria de tesis se ha elaborado el problema del encaminamiento de datos sobre redes de sensores inalámbricos. La estrategia seguida se ha basado en las siguientes actividades. 1. Ha sido necesario un estudio del estado del arte sobre los protocolos de encaminamiento existentes, tanto específicos como adaptables a redes de sensores inalámbricos. La disección hecha de los protocolos analizados ha permitido extraer las características más idóneas para la constitución de un nuevo protocolo de encaminamiento. El criterio de decisión empleado para la determinación de la necesidad de un nuevo algoritmo destinado al enrutamiento de datos se ha basado en la necesidad de la gestión de la calidad de servicio de los radio enlaces que intervienen en las comunicaciones entre nodos de la red. 2. La introducción de la necesidad de estimar la calidad de servicio de los radio enlaces constituye la fundamentación de la inclusión de inteligencia artificial sobre el procesamiento de información de red. Para tal efecto, se ha desarrollado un estudio de los paradigmas de inteligencia artificial más apropiados para el procesamiento de información de red, atendiendo a las restricciones de los nodos. La propuesta ofrecida por esta tesis para tal inclusión, considera como paradigma idóneo un tipo de red neuronal no supervisada: los mapas autoorganizados. 3. Se ha diseñado e implementado una aplicación para la estimación de la gestión de la calidad de servicio de los radio enlaces que hace uso del paradigma propuesto. A esta aplicación se le ha llamado SIR. 4. Con el propósito de acomodar esta visión realizada del problema del encaminamiento en redes de sensores inalámbricos sobre un escenario compuesto por cientos de nodos, se ha abordado la tarea de diseño e implementación de una torre de protocolos, Arachne, específica para redes de sensores inalámbricos y con versatilidad para ser adaptada en sus niveles inferiores a la norma IEEE 802.15.4. 5. De acuerdo con la actividad se estimó oportuno el diseño e implementación de un simulador de redes de sensores inalámbricos de código abierto y multiplataforma con una doble funcionalidad: estudio de prestaciones del protocolo desarrollado, y fácil migración del código empleados para la simulación de un nodo a una estación real. 6. El análisis de prestaciones necesario para establecer el grado de importancia de las aportaciones realizadas en esta tesis (Arachne y SIR) ha sido llevado a cabo mediante diversos experimento realizados tanto en entornos virtuales (simulados) como reales (pruebas de campo). Los resultados obtenidos han sido comparados con los proporcionados por otras aproximaciones al problema, contrastándose con ello la mejora augurada en la fase de diseño.