Consideraciones acerca del consumo de energía de los nodos sensores en redes inalámbricas de área personal que utilizan el protocolo MiWi

Autores/as

  • Gustavo Meneses Benavides Universidad San Buenaventura, Medellín

DOI:

https://doi.org/10.18046/syt.v13i34.2093

Palabras clave:

Redes inalámbricas de sensores, estado de reposo/inactivo, consumo de energía, estándar IEEE 802.15.4, protocolo MiWi.

Resumen

La adopción de técnicas para incrementar el tiempo de operación de nodos sensores alimentados por baterías es necesaria al implementar aplicaciones prácticas de monitoreo concebidas para funcionar durante largos periodos de tiempo. La captación de energía, técnicas de convertidores dc-dc y las características de los microcontroladores modernos, como consumo extremadamente bajo, estados de reposo e inactividad, pueden contribuir al mejoramiento del desempeño de los nodos de red. Los diseñadores también pueden apoyarse en las posibilidades ofrecidas por los protocolos especiales que se utilizan en redes inalámbricas de sensores, algoritmos de enrutamiento y estrategias de adquisición y agregación de datos. Se presentan en este artículo los aspectos relacionados con el diseño e implementación de un nodo eficiente energéticamente que opere bajo el protocolo MiWi de Microchip, el cual es conforme al estándar IEEE 802.15.4. Se realizaron pruebas de operación con diferentes escenarios de hardware/firmware con el fin de verificar los cambios en el rendimiento de los nodos dependiendo de la configuración adoptada.

Biografía del autor/a

  • Gustavo Meneses Benavides, Universidad San Buenaventura, Medellín

    Ingeniero Eléctrico de la Universidad Nacional (Medellín, Colombia); Especialista en Automatización Industrial de la Universidad de Antioquia; Máster en Ingeniería, área Electrónica de la Universidad de Antioquia (Medellín). Actualmente es docente e investigador de la Universidad de San Buenaventura, sede Medellín. Sus áreas de interés son la telemetría, la instrumentación electrónica y las telecomunicaciones.

Referencias

Burns, A., Greene, B. R., McGrath, M. J., O’Shea, T. J., Kuris, B., Ayer, S. M, Cionca, V. (2010). SHIMMERTM – A wireless sensor platform for noninvasive biomedical research. IEEE Sensors Journal, 10(9), 1527-1534. doi:10.1109/JSEN.2010.2045498

Fairchild Semiconductor. (1997). 2N7000 N-Channel Enhancement Mode Field Effect Transistor. Retrieved from: https://www.fairchildsemi.com/products/discretes/fets/mosfets/2N7000.html

Fraser, M., Elgamal, A., He, X., & Conte, J. (2009). Sensor network for structural health monitoring of a highway bridge. Journal of Computing in Civil, 24(1), 11–24. Available at http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)CP.1943-5487.0000005

Gargiulo, M., Guerriero, P., Daliento, S., Irace, A., D’Alessandro, V., Crisci, M., Smarrelli, M. (2010). A novel wireless self-powered microcontroller-based monitoring circuit for photovoltaic panels in grid-connected systems. In SPEEDAM 2010 - International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (pp.164-168). doi:10.1109/SPEEDAM.2010.5542234

Microchip Technology Inc. (2004). PIC18F2525/2620/4525/4620 Data sheet enhanced flash microcontrollers with 10-Bit A / D and nanowatt technology. Retrieved from: http://www.tme.eu/es/Document/367303b6b4e89b4a2fc1a86def563d0b/PIC18F4620-I_P.pdf

Microchip Technology Inc. (2008). MRF24J40MA data sheet. Retrieved from: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/70329b.pdf
Microchip Technology Inc. (2009). Microchip wireless (MiWi) application programming interface - MiApp. Retrieved from: http://www.microchip.com/wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=en544039

Microchip Technology Inc. (2010a). Microchip MiWi P2P wireless protocol. Retrieved from: http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01204B.pdf
Microchip Technology Inc. (2010b). Microchip MiWi wireless networking protocol stack. Retrieved from http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/AN1066%20-%20MiWi%20App%20Note.pdf

Microchip Technology Inc. (2011). ZENA TM wireless adapter user’s guide. Retrieved from http://www.microchip.com/DevelopmentTools/ProductDetails.aspx?PartNO=AC182015-1

Microchip Technology. (2009). Microchip wireless (MiWiTM) media access controller – MiMAC. Retrieved from: http://www.microchip.com/wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=en544032

Otniel Portillo-Rodríguez, Jessica C. Alcaide-Barragán, Oscar O. Sandoval González, Adriana H. Vilchis-Gonzalez, Juan Carlos Ávila-Vilchis, M. R.-H. (2011). A framework to develop reliable low cost wireless sensors networks using the IEEE 802.15.4 standard [paper in IEEE 22a Reunión Internacional de Otoño, de Comunicaciones, Computación, Electrónica, Automatización, Robótica y Exposición Industrial ROC&C’2011, Acapulco. (pp. 5-10).

Pannila, E., Tuominen, A., & Edirisinghe, M. (2011). Gas sensor data collection over an RF network. In Proceedings of the Technical Sessions - IPSL, 27, 92-99. Colombo, Sri Lanka: Institute of Physics Sri Lanka.

Powering microcontrollers with scavenged energy | DigiKey. (2012, 08/22). Retrieved from: http://www.digikey.com/es/articles/techzone/2012/aug/powering-microcontrollers-with-scavenged-energy

ST. (2013). LD1117 Adjustable and Fixed Low-Dropout Voltage
Regulator. Retrieved from: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlv1117-50.pdf

Traco Power. (2012). DC / DC converters TSR-1 series. Retrieved from: http://www.tracopower.com/products/tsr1sm.pdf

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Publicado

2015-09-30

Número

Sección

Investigación científica y tecnológica