Red de sensores

Type of grid that integrates wireless sensor networks

Una red de sensores integra redes de sensores inalámbricas con conceptos de computación en red para permitir la recopilación de datos en tiempo real y el uso compartido de recursos computacionales y de almacenamiento para el procesamiento y la gestión de datos de sensores. Es una tecnología que permite construir infraestructuras a gran escala, integrando sensores heterogéneos, datos y recursos computacionales desplegados en un área extensa para llevar a cabo tareas de vigilancia complejas, como el monitoreo ambiental .

Concepto e historia

El concepto de red de sensores se definió por primera vez en el proyecto Discovery Net , donde se hizo una distinción entre “redes de sensores” y “redes de sensores”. ^[1]^[2]

En resumen, mientras que el diseño de una red de sensores aborda la conectividad lógica y física de los sensores, el enfoque de la construcción de una red de sensores se centra en las cuestiones relacionadas con la gestión de datos, la gestión de la computación, la gestión de la información y la gestión del descubrimiento de conocimientos asociados con los sensores y los datos que generan, y cómo se pueden abordar dentro de un entorno informático abierto. En particular, una red de sensores se caracteriza por:

Acceso e integración de datos de sensores distribuidos: relacionado con la heterogeneidad y la distribución geográfica de los sensores dentro de una red de sensores y cómo se pueden ubicar, acceder e integrar los sensores dentro de un estudio particular.
Almacenamiento y gestión de grandes conjuntos de datos: relacionado con los tamaños de datos que recopilan y analizan múltiples usuarios en diferentes ubicaciones para diferentes propósitos.
Acceso e integración de datos de referencia distribuidos: relacionado con la necesidad de integrar los datos de análisis recopilados de una red de sensores con otras formas de datos disponibles en Internet.
Computación de Análisis de Datos Intensiva y Abierta: relacionada con la necesidad de utilizar una multitud de componentes de análisis tales como herramientas estadísticas, de clustering, visualización y clasificación de datos que podrían ejecutarse de forma remota en servidores de computación de alto rendimiento en una red computacional.

Usos

La red de sensores permite la recopilación, el procesamiento, el intercambio, la visualización, el archivo y la búsqueda de grandes cantidades de datos de sensores. ^[3]^[4] ^[5]^[6] Hay varias razones para una red de sensores. En primer lugar, la gran cantidad de datos recopilados por los sensores se puede procesar, analizar y almacenar utilizando los recursos computacionales y de almacenamiento de datos de la red. En segundo lugar, los sensores se pueden compartir de manera eficiente por diferentes usuarios y aplicaciones en escenarios de uso flexibles. Cada usuario puede acceder a un subconjunto de los sensores durante un período de tiempo particular para ejecutar una aplicación específica y recopilar el tipo deseado de datos de sensores. En tercer lugar, a medida que los dispositivos de sensores con procesadores integrados se vuelven más potentes computacionalmente, es más eficiente descargar tareas especializadas como imágenes y señales en los dispositivos de sensores. Finalmente, una red de sensores proporciona acceso sin problemas a una amplia variedad de recursos de manera generalizada. Se pueden aplicar técnicas avanzadas en inteligencia artificial , fusión de datos , minería de datos y procesamiento distribuido de bases de datos para dar sentido a los datos de los sensores y generar nuevos conocimientos del entorno. Los resultados pueden utilizarse a su vez para optimizar el funcionamiento de los sensores o influir en el funcionamiento de los actuadores para cambiar el entorno. Por lo tanto, las redes de sensores son muy adecuadas para aplicaciones informáticas adaptativas y generalizadas .

Aplicaciones

Una arquitectura basada en una red de sensores tiene muchas aplicaciones, como la monitorización ambiental y del hábitat , la monitorización de la atención sanitaria de los pacientes, la monitorización y previsión meteorológica, la vigilancia militar y de seguridad nacional , el seguimiento de bienes y procesos de fabricación, la monitorización de la seguridad de estructuras físicas y sitios de construcción, hogares y oficinas inteligentes y muchos otros usos que actualmente superan nuestra imaginación. Existen varias arquitecturas que se pueden utilizar para dichas aplicaciones, así como diferentes tipos de análisis y minería de datos que se pueden realizar. En ^{[7] se ofrecen ejemplos de arquitecturas que integran una red de sensores móviles y redes.}

Véase también

Referencias

^ M Ghanem; Y Guo; J Hassard; M Osmond; M Richards (2004), "Redes de sensores para el monitoreo de la contaminación del aire", en Proc. 3rd UK E-Science All Hands Meeting, Nottingham, Reino Unido, 2004. , CiteSeerX 10.1.1.127.1135
^ M Richards; M Ghanem; M Osmond; Y Guo; J Hassard (2006), "Análisis basado en cuadrículas de datos de contaminación del aire", Ecological Modelling , 194 (1–3): 274–286, doi :10.1016/j.ecolmodel.2005.10.042
^ HB Lim, et al. Sensor Grid: Integración de redes de sensores inalámbricos y la red, en actas de la Conferencia IEEE sobre redes informáticas locales 30º aniversario (LCN'05), octubre de 2005.
^ Hingne, V.; Joshi, A.; Houstis, E.; Michopoulos, J. Sobre la red y las redes de sensores. En Actas del Taller internacional sobre computación en red. páginas 166-173. Noviembre de 2003.
^ M. Gaynor, et al. Integración de redes de sensores inalámbricos con la red eléctrica. IEEE Internet Computing, páginas 32–39, julio/agosto de 2004.
^ HB Lim, KV Ling, W. Wang, Y. Yao, M. Iqbal, B. Li, X. Yin y T. Sharma, "The National Weather Sensor Grid", Actas de la 5.ª Conferencia de la ACM sobre sistemas de sensores integrados en red (SenSys 2007), noviembre de 2007.
^ Ma, Y.; Richards, M.; Ghanem, M.; Guo, Y.; Hassard, J. (2008). "Monitoreo de la contaminación del aire y minería basados en una red de sensores en Londres". Sensores . 8 (6): 3601–3623. Bibcode :2008Senso...8.3601M. doi : 10.3390/s8063601 . PMC 3714656 . PMID 27879895.

Lectura adicional

Para conocer arquitecturas, diseños y aplicaciones de redes de sensores, consulte lo siguiente:

Crisisgrid (2007): http://www.crisisgrid.org
Red nacional de sensores meteorológicos: https://archive.today/20130418144026/http://nwsp.ntu.edu.sg/

[1] M Ghanem; Y Guo; J Hassard; M Osmond; M Richards (2004), "Redes de sensores para el monitoreo de la contaminación del aire", en Proc. 3rd UK E-Science All Hands Meeting, Nottingham, Reino Unido, 2004. , CiteSeerX 10.1.1.127.1135

[2] M Richards; M Ghanem; M Osmond; Y Guo; J Hassard (2006), "Análisis basado en cuadrículas de datos de contaminación del aire", Ecological Modelling , 194 (1–3): 274–286, doi :10.1016/j.ecolmodel.2005.10.042

[3] HB Lim, et al. Sensor Grid: Integración de redes de sensores inalámbricos y la red, en actas de la Conferencia IEEE sobre redes informáticas locales 30º aniversario (LCN'05), octubre de 2005.

[4] Hingne, V.; Joshi, A.; Houstis, E.; Michopoulos, J. Sobre la red y las redes de sensores. En Actas del Taller internacional sobre computación en red. páginas 166-173. Noviembre de 2003.

[5] M. Gaynor, et al. Integración de redes de sensores inalámbricos con la red eléctrica. IEEE Internet Computing, páginas 32–39, julio/agosto de 2004.

[6] HB Lim, KV Ling, W. Wang, Y. Yao, M. Iqbal, B. Li, X. Yin y T. Sharma, "The National Weather Sensor Grid", Actas de la 5.ª Conferencia de la ACM sobre sistemas de sensores integrados en red (SenSys 2007), noviembre de 2007.

[7] Ma, Y.; Richards, M.; Ghanem, M.; Guo, Y.; Hassard, J. (2008). "Monitoreo de la contaminación del aire y minería basados en una red de sensores en Londres". Sensores . 8 (6): 3601–3623. Bibcode :2008Senso...8.3601M. doi : 10.3390/s8063601 . PMC 3714656 . PMID 27879895.