Redes de sensores inalambricos (WSN). Tipos, uso y seguridad.

Los sensores WSN miden variables físicas para aplicaciones ambientales, industriales y domésticas.

1. Redes de Sensores Inalámbricos (WSN) Tecnología, funcionamiento y aplicaciones Autor: Victoria Moreno

2. ¿Qué son las redes de sensores? Una Red de Sensores Inalámbricos (WSN) es un conjunto de dispositivos electrónicos distribuidos espacialmente que detectan, procesan y transmiten información sobre variables físicas o ambientales, como temperatura, humedad, presión, luz o movimiento. Características clave: Comunicación inalámbrica entre nodos. Auto organización y escalabilidad. Bajo consumo energético. Capacidad de monitoreo en tiempo real.

3. ¿Cómo funciona una WSN? Captación d e datos Cada nodo sensor detecta una variable física Procesamiento local Microcontrolador convierte la señal analógica en digital Comunicación inalámbrica Los datos se envían por radiofrecuencia al Gateway Recolección y análisis El Gateway centraliza la información y envía a la nube Visualización y t oma de decisiones Los datos se presentan en apps para monitoreo

4. Tipos de WSN Tipo de WSN Descripción breve Aplicaciones comunes Desafíos principales Terrestres Sensores desplegados sobre la superficie terrestre. Agricultura, ciudades inteligentes, medio ambiente Interferencias, cobertura en áreas extensas Subterráneas Sensores enterrados para monitorear condiciones del suelo. Minería, geotecnia, riego inteligente Pérdida de señal, consumo energético elevado Subacuáticas Sensores ubicados en ambientes acuáticos. Monitoreo marino, calidad del agua, tsunamis Comunicación limitada, mantenimiento complejo Multimedia (MWSN) Sensores que capturan audio, video e imágenes. Vigilancia, tráfico, reconocimiento facial Alto consumo de ancho de banda y energía Móviles Nodos que se desplazan (vehículos, drones, robots). Rescate, exploración, logística Reconfiguración dinámica, seguimiento de nodos

5. Metodología para diseñar una WSN Definición de requisitos y objetivos ¿Qué se quiere medir? ¿Cuál es el propósito del sistema? ¿Qué nivel de precisión y cobertura se necesita? 1 Análisis del entorno Condiciones físicas (terreno, clima, obstáculos) Interferencias electromagnéticas Accesibilidad para mantenimiento 2 Diseño de la arquitectura de red Selección de sensores y tecnología de comunicación (Wifi, LoRa ) Topología de red (malla, estrella) Distribución de nodos y gateways 3 Implementación, pruebas y mantenimiento Instalación física de los nodos Verificación de conectividad y cobertura Mantenimiento preventivo y actualización de firmware 4

6. ¿Qué se utiliza para conectar los sensores a la red? Componente Función Sensor Detecta una variable física ( temperatura , humedad, presión). Microcontrolador Procesa la señal del sensor y la convierte en datos digitales. Módulo de comunicación Transmite los datos de forma inalámbrica ( Wi -Fi , LoRa ). Fuente de energía Alimenta el nodo (batería, energía solar). Gateway o coordinador Recibe los datos de varios nodos y los envía a la nube o servidor.

7. ¿Qué tipo de señal genera un sensor? Representa magnitudes físicas continuas (ej. temperatura, presión ). Varía de forma gradual y constante . Ejemplo: un sensor de temperatura que genera voltajes proporcionales al calor. Señal Analógica Representa valores discretos (ej. encendido/apagado, 0 y 1 ). Codificada en pulsos binarios. Ejemplo : un sensor de movimiento que envía una señal cuando detecta presencia. Señal Digital

8. ¿Cuál es el sensor más usado y por qué? Sensor más utilizado es el Sensor de temperatura. Gracias a su bajo costo y fácil integración con microcontroladores. Amplia disponibilidad en el mercado. Aplicaciones en agricultura, salud, industria, domótica. Sensor de Temperatura

9. Seguridad en redes WSN Método Descripción Encriptación Codifica los datos en el emisor y los decodifica en el receptor (ej. AES, RSA). Autenticación Verifica la identidad de los dispositivos que se conectan a la red. Control de acceso Solo nodos y usuarios autorizados pueden interactuar con la red. Segmentación de red Divide la red en subredes para limitar el daño en caso de ataque. Monitoreo y detección Vigilancia continua para identificar actividades sospechosas.

10. Tipos y aplicaciones de sensores WSN Sensor de Temperatura Agricultura, salud, climatización, domótica Sensor de Luminosidad Iluminación inteligente, eficiencia energética Sensor de Proximidad Seguridad, automatización industrial, robótica Sensor de Humedad Invernaderos, control ambiental, almacenamiento Sensor de Presión Meteorología, sistemas hidráulicos, aeronáutica