Sistemas Basados En Waspmote Y Arduino

ANTEPROYECTO - TRABAJO DE GRADO

SISTEMAS RECONFIGURABLES REMOTAMENTE BASADOS EN WASPMOTE Y ARDUINO

20 – Noviembre - 2013

Faculta de Ingeniería – Programa de Ingeniería Electrónica

Universidad del Quindío

Tabla de Contenido

1. PROPONENTES, DIRECTOR Y ASESORES 3

2. ORGANIZACIÓN USUARIA 3

3. GLOSARIO 3

4. ÁREA 4

5. MODALIDAD 4

6. TITULO 4

7. TEMA 4

8. ANTECEDENTES 4

8.1. Palabras Claves 4

8.2. Herramientas de Búsqueda 5

8.3. Estado del arte 5

9. DESCRIPCION DEL PROBLEMA 6

10. JUSTIFICACIÓN 7

11. OBJETIVOS 8

11.1. General 8

11.2. Específicos 8

12. ALCANCE Y DELIMITACIÓN 8

13. MARCO TEORICO 8

13.1. RED SENSORIAL INALAMBRICA 8

13.2. MOTAS WASPMOTE DE LIBELIUM 9

13.3. MOTAS IRIS DE CROSSBOW 10

13.4. COMUNICACIÓN INALAMBRICA EN REDES SENSORIALES 10

13.5. MEMORIA DE PROGRAMA EN LOS NODOS SENSORIALES 12

14. METODOLOGIA 12

15. PRESUPUESTO Y RECURSOS NECESARIOS 14

16. CRONOGRAMA 16

17. FUENTES DE INFORMACION 17

18. ACTA DE PROPIEDAD INTELECTUAL 19

19. ESPACIO RESERVADO PARA COORDINACION DE TRABAJOS DE GRADO 20

1. PROPONENTES, DIRECTOR Y ASESORES:

PROPONENTES (s)

Código Est. :12281534 Nombre: Juan David Valenzuela Ramos

Dirección: Cra 16 # 10N-50 Apto 401 Teléfono: 3218027931

E-mail:

jdvalenra@gmail.com

Firma: ____________________________

Código Est. :1094913636 Nombre: Gerardo Andrés López Orozco

Dirección: Calle 20 # 32-06 Las Américas Teléfono: 3175167849

E-mail:

galoging@gmail.com

Firma: ____________________________

DIRECTOR Nombre: Jorge Iván Marín

Títulos Universitarios: Lic. Electricidad y Electrónica, MSc Ciencia Materiales, PhD Ingeniería Eléctrica y Computación

Tiene Vinculación con la Universidad: S X N __

Teléfono: 3113540268

E-mail:

jorgemarin@uniquindio.edu.co

Firma: ____________________________

2. ORGANIZACIÓN USUARIA:

Este proyecto está enmarco dentro del proyecto de investigación 568 “Sistema Telemétrico de Variables Climatológicas para la Gestión del Riesgo de Deslizamiento” desarrollado por el grupo de investigación GDSPROC de la Universidad del Quindío. Sin embargo, dado a que este proyecto propone la revisión e implementación de protocolos para la reprogramación remota vía inalámbrica de dispositivos micro-controladores, otros posibles usuarios de los resultados de este proyecto serían todo estudiante, ingeniero o inclusive hobbista que requiera de una técnica de reprogramación inalámbrica.

3. GLOSARIO

OTAP: Es el acrónimo de “Over the Air Programming”, término utilizado para referirse a la programación inalámbrica de dispositivos que operan en entornos de difícil acceso.

Xbee: Hace referencia a los dispositivos fabricados por la empresa DIGI que integran un módulo transmisor y receptor de radiofrecuencia, un procesador en el mismo dispositivo y puertos de entrada y salida programables.

Gateway: Término utilizado para referirse al dispositivo empleado para recibir o transmitir los datos, es decir, que este actuará como un puente de datos o puerta de acceso entre el dispositivo basado en microcontrolador y el ordenador o equipo receptor.

Firmware: Es el programa que se almacena en la memoria FLASH del sistema basado en microcontrolador, donde este lleva a cabo tareas de comunicación, lectura y escritura de puertos.

Bootloader: Es un programa pequeño que se utiliza para cargar nuevo firmware a la sección de aplicación del microcontrolador (entendiendo que estos dispositivos dividen su memoria en dos secciones, sección de Aplicación y sección de Bootloader)

Waspmote: Es una plataforma modular opensource para construir redes sensoriales inalámbricas de muy bajo consumo de potencia.

WSN: Es el acrónimo de “Wireless Sensor Network”, que se refiere a la operación conjunta de una serie de dispositivos autónomos, distribuidos espacialmente, denominados nodos o motas para llevar a cabo tareas de monitoreo de manera inalámbrica.

Mota: Dispositivo sobre el cual se realiza el procesamiento de las señales que generan los diversos sensores que se puedan conectar a esta, en una red sensorial inalámbrica, y sobre el cual se lleva a cabo la recepción y transmisión de la información hacia o desde una estación de procesamiento.

MDM: Es el acrónimo de “Mobile Device Manager”, término utilizado para referirse a la gestión de dispositivos móviles de manera inalámbrica.

4. ÁREA

Sistemas digitales.

5. MODALIDAD

Proyecto de aplicación.

6. TITULO

Sistemas reconfigurables remotamente basados en Waspmote y Arduino.

7. TEMA

Los sistemas reconfigurables remotamente consisten en dispositivos embebidos basados en microcontrolador que pueden ser autoprogramados de manera remota, bien sea inalámbrica o alámbricamente. Esto es generar un programa fuente (el firmware) y a través de un compilador generar un fichero cuyo contenido se corresponde exactamente con lo que ha de ser grabado en la memoria de programa del microcontrolador, la información que tiene ese fichero debe ser transmitido hacia el sistema embebido por un medio inalámbrico o alámbrico: ZigBee, Bluetooth, GSM/GPRS, Wifi o Ethernet. Una vez el dispositivo recibe la información del nuevo firmware a grabar, este la guarda en un medio de almacenamiento externo como es una memoria SD, para posteriormente grabarla en la memoria de programa del microcontrolador que controla el sistema, esto supeditado a la petición que realice el usuario; de si requiere o no que sea actualizado el firmware o si requiere que sea restaurado a una versión anterior en caso de que la nueva versión no funcione como se espere.

Los siguientes porcentajes especifican los valores aproximados que se dedicarán a cada tarea:

• 40% Búsqueda bibliográfica y estudio teórico.

• 30% Desarrollo teórico (comunicación inalámbrica, programación del Bootloader, programación del medio de almacenamiento).

• 30% Desarrollo aplicado (Implementación de la técnica OTA en Waspmote utilizando comunicación inalámbrica y en sistema basado en microcontrolador Arduino).

Para un total del 100% de desarrollo del proyecto de grado

8. ANTECEDENTES

8.1 Palabras Claves:

Sistemas reconfigurables remotamente, Gestión de dispositivos móviles, Redes de sensores, Over the Air Programming, OTAP, Mobile Device Manager, Xbee firmware, Bootloader.

8.2 Herramientas de Búsqueda

www.google.com, ieeexplore.ieee.org, www.libelium.com, www.arduino.cc

8.3 Estado del Arte

A continuación se presentan las consultas realizadas que permitieron desarrollar la idea del proyecto.

Mobile Device Management

Es un sistema de gestión integral que permite asegurar, monitorear y administrar dispositivos móviles sin importar el operador de telefonía o proveedor de servicios. La mayoría de las MDM permiten hacer instalación de aplicaciones, localización y rastreo de equipos, sincronización de archivos, reportes de datos y acceso a dispositivos, todo esto de manera remota. Este tipo de aplicaciones ha tenido una gran aceptación por parte de las empresas y su crecimiento ha sido realmente vertiginoso, esto se ha debido en gran medida a la popularidad que han tenido los Smartphone dentro de las corporaciones [1].

Gestión de dispositivos móviles en Apple

iOS es compatible con la gestión de dispositivos móviles (MDM), lo que permite a las empresas gestionar implantaciones ampliables del iPhone y el iPad en sus organizaciones. Estas funciones de gestión de dispositivos móviles se basan en tecnologías ya existentes en iOS, como los perfiles de configuración, la inscripción inalámbrica y el servicio de notificaciones push de Apple. La gestión de dispositivos iOS se lleva a cabo mediante una conexión con un servidor de gestión de dispositivos móviles (MDM). El servidor puede ser instalado por el equipo de Tecnología de la Información (TI) o se puede comprar a un proveedor externo. El dispositivo se comunica con el servidor para ver si hay tareas pendientes y responde con las acciones oportunas. Estas tareas pueden incluir actualizar políticas, proporcionar la información solicitada sobre el dispositivo o la red, o eliminar ajustes y datos [2].

OMA Device Management

La especificación OMA DM está diseñada para la gestión de dispositivos móviles pequeños

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