Visita 16-08-2007

La visita de este día era muy importante para nosotros. Antes que nada nos interesaba saber si la estación de monitoreo habia aguantado a las condiciones climatologicas, para posteriormente verificar los datos que habian arrojado los sensores en días pasados.

Grande fue nuestra sorpresa cuando encontramos la unidad de monitoreo en estas condiciones:

Entre los eventos sucedidos resalta que con el calor emitido por el equipo encendido unas aves habian instalado un nido y por consiguiente dejado todos sus desechos. Ademas el equipo llevaba tres días apagado por lo que habiamos tenido una perdida importante de datos.

Ya pasado el disgusto nos dispusimos a echar andar de nuevo la unidad de monitoreo y esperar tener suerte en las siguientes semanas.

Entre los datos obtenidos en esos días se encuetran:

Semana del 9 al 12 de Agosto

Visita 09-08-2007

El día de instalación de la red en el invernadero llego. De manera anticipada habíamos diseñado la topología de la red, de tal forma que se cubriera al máximo el área a monitorear. Lo primero que teníamos que hace en ese momento, era encontrar un lugar estratégico para resguardar el equipo de computo que se encargaría de la recepción de los datos, para ellos se utilizo una construcción cercana donde se aloja un criadero de peces. En este lugar se decidió instalar el gateway de la red.

Planeación Previa


Unidad de Monitoreo


Gateway

Una vez instalada la unidad de monitoreo, procedimos a realizar algunas pruebas de calidad de la señal, para validar la topología propuesta y determinar si la posición del gateway no interfiere con la recepción de mensajes desde los sensores.

Simulando intercambio de mensajes con el gateway

Registrando los Resultados

Una vez registrados los resultados de las pruebas, procedemos al análisis de la información obtenida. Durante dicho análisis, se obtuvieron los siguientes datos:

En la gráfica anterior podemos observar la calidad de la señal en la de entrada del invernadero, dichos datos serán utilizados para precisar el lugar del sensor que monitoreara esa zona.

Ya establecidas las zonas donde se dispersa mejor la señal, se procedio a instalar la red de sensores, apoyados de los datos obtenidos y las pruebas de laboratorio previas.

Proceso de instalación de la red

Topología de la red

Una vez concluida la instalación de los sensores, dimos por terminada la primera fase del proyecto. En este momento solo nos queda esperar los resultados que nos arrojaran los sensores.

Visita 04-08-2007

Una vez que ya habíamos probado el funcionamiento de la red, decidimos realizar una visita de reconocimiento al invernadero, y de esta manera poder realizar la planeación de la instalación de la red de sensores.

El tipo de invernadero que planeamos cubrir es un Amber 960, con un área de 3200 metros cuadrados.

Vista Panorámica del Invernadero

Dado que la superficie del invernadero es relativamente extensa, decidimos utilizar 5 sensores para realizar la labor de monitoreo. El sexto sensor en cambio sería utilizado temporalmente, en las pruebas de implementación del soporte a los motes MTS400 en el TinySOA.

Historia del Proyecto

Antes de echar a andar todo el mecanismo de monitoreo y control en el invernadero. Nos dimos a la labor de realizar una prueba de laboratorio para comprobar el correcto funcionamiento de la red y el software de administración.

Actualmente el TinySOA se encuentra en su versión 1.0, es por esto que decidimos comprobar la compatibilidad entre dicho Middleware y los nodos de Crossbow con los que contábamos. Grande fue nuestra sorpresa al darnos cuenta de que el TinySOA solo brinda soporte a nodos MTS320 y los utilizados en este proyecto son MTS400, entonces sera necesario realizar algunas labores de programación para brindar soporte a este modelo de sensores.

Debido a que el inicio del proyecto estaba próximo. decidimos iniciar el monitoreo utilizando la herramienta de administración Moteview. Dicha herramienta esta basada en tecnología Microsoft, lo que hace necesario contar con el NetFrameWork 2.0. Lo cual hace al Moteview exigente en recursos de computo.

Software

Todos los nodos vienen precargados con una aplicación basada en TinyOS, la cual recaba la información de los sensores cada 5 minutos, de esta forma se cuenta con un bajo consumo de energía. Para la administración de los sensores se cuenta con una plataforma llamada Moteview, la cual brinda:

• Visualización de la topología de la red.
• Consultada de los últimos datos reportados
• Manejo de eventos
• Gráficador de la información histórica

A pesar de que se cuenta ya con una plataforma de administración de los nodos, surgen varias necesidades como:

• Un generador de reportes personalizado
• Manejo de alertas multiparámetro
• Una mejor administración de la topología de la red
• Un gráficador y generador de estadística

Dado que las razones anteriores son muy particulares de este proyecto. Es necesario contar entonces con una herramienta que realice la administración de los nodos de una forma personalizada. Es por esta razón que se decidió retomar el proyecto TinySOA, desarrollado en el departamento de Ciencias de la Computación del CICESE.

El TinySOA, es un framework para el desarrollo de aplicaciones convencionales que proveen servicios a redes inalámbricas de sensores. Es por esto que puede ser usado para construir aplicaciones de monitoreo ambiental, visualización, etc.

Hardware

Los nodos del kit de Crossbow resultaron una buena opción para medir el microclima del cultivo. Este kit cuenta con:

• 6 nodos MICAz, con soporte para diferentes frecuencias ISM, 2.4 GHz, 802.15.4/ZigBee y 868/915MHz.
• Una tarjeta programadora con interfaz USB.
• Cada nodo posee una placa de sensores capaz de registrar parámetros como: Temperatura, Humedad, Presión Barometrica, Luz ambiental.
• Un Gateway para conexiones Wireless entre la red de sensores con una pc o internet.
• Una interface de usuario en la plataforma Windows, para visualización y análisis de la red

Consideraciones Preliminares

Para llevar a cabo el trabajo de monitoreo se utiliza un WSN Professional Kit de Croosbow. El kit esta conformado por nodos con sensores de humedad, temperatura, luminosidad y voltaje. Los nodos se comunican con la estación base a través del estándar Wi-Fi.