En los últimos años, las redes de sensores inalámbricos (WSNs) se han coronado como uno de los temas de investigación y desarrollo tecnológico más pujantes de la última década. Estas redes están compuestas por un gran número de unidades electrónicas capaces de sensar ciertos fenómenos y hacer remontar la información hacia puntos de colecta, muchas veces, a través de varios nodos (red ad-hoc multi-salto). Los nodos de la red se caracterizan por sus reducidas capacidades en procesamiento, memoria, y comunicación, lo que les permite mantenerse en operación durante tiempos prolongados sin necesidad de renovar sus fuentes energéticas (baterías). Entre otras capacidades deseables para estas redes, existe gran interés en su potencial capacidad para lograr la localización auto-adaptativa de múltiples nodos, los que pueden estar asociados a ambientes y/o unidades móbiles o estáticas que pueden encontrarse en un lugar determinado. El posicionamiento de unidades es aún un tema en desarrollo que presenta muchos desafíos, y concierne a muchos campos de aplicación como la administración de tráfico de vehículos, la robótica, el estudio de especies animales en peligro, y la administración de la manufactura, por nombrar algunos.
Hasta ahora, muchas técnicas de localización son aplicadas en el campo de las WSNs. Los sistemas de localización y seguimiento más conocidos (como el GPS, Ubisense y otros), requieren de hardware adicional muchas veces costoso (no sólo en términos ecónomicos), lo que se contrapone al espíritu de economías impuesto a las WSNs. En el caso de las redes de sensores, las ténicas de localización se focalizan principalmente en fenómenos elementales inherentes a las comunicaciones con radio-frecuencias. Un caso particular es el indicador de la fuerza de la señal recibida (RSSI).
Métricas como el RSSI son inherente a muchos de los dispositivos inalámbricos existentes. El RSSI es la fuerza medida de una señal de radio recibida. La aplicación de métricas como ésta presenta muchos problemas. La gran mayoría de las técnicas que lo aplican necesitan sincronización entre los nodos o ser calibrados y/o parametrizados a través de una etapa experimental larga y rigurosa. Cuando se realizan estos experimentos muchos problemas emergen. Primero, las medidas obtenidas contienen variaciones más o menos considerables, dependiendo del ambiente (muros, objetos, etc.) y la configuración de los dispositivos utilizados (potencia de transmisión, etc.). Segundo, las características del hardware (tipo de antena, etc.), influencia demasiado en las medidas registradas. Incluso cambios pequeños pueden tener un impacto considerable (dos dispositivos del mismo fabricante y composición pueden proveer diferentes resultados). Tercero, los experimentos son realizados en intérvalos discretos, es decir, se debe asumir el valor de la métrica utilizada en las regiones no medidas. Finalmente, ambientes dinámicos (con nodos móbiles o agentes externos) dificultan aún más las tareas. Debido a estos factores (y otros), muchos autores han concluido por la experiencia que el RSSI es una métrica inprecisa para la estimación de distancias. Las aproximaciones matemáticas se vuelven poco aplicables.
Este proyecto de investigación se focaliza en dos ejes principales: El primero es el estudio teórico y práctico exhaustivo de las métricas (como el RSSI) que permita conocer su comportamiento en diversos ambientes y ante diversos obstáculos o condiciones de borde. Se realizará para ésto un estudio profundo del estado del arte, concluyendo en formulaciones, caracterizaciones y generalizaciones que permitan esclarecer su aplicabilidad como fuente de información para la derivación de aproximaciones de distancia y otros. Todo ésto debiese proveer un riguroso análisis del indicador con un enfoque en los efectos de objetos móbiles de diversas características y su comportamiento en ambientes dinámicos. El segundo es el estudio teórico y práctico de técnicas existentes, que utilicen las métricas como el RSSI, y la proposición de adaptaciones o nuevos algoritmos, y métodos de inferencia (on-line) de localización de objetos que se mobilizan en ambientes interiores (indoor) o exteriores (outdoor).
Last modified: Aug-25-2015
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