Redes inalámbricas que se construyen a sí mismas

Las redes de sensores móviles y otros pequeños dispositivos electrónicos tienen un enorme potencial. Entre las aplicaciones posibles, se incluyen la gestión de emergencias, la seguridad, la ayuda a las personas vulnerables para que puedan vivir de manera independiente, el control del tráfico, la gestión doméstica o la monitorización del medio ambiente.

Ahora el escenario que han estudiado investigadores europeos ha sido un túnel de carretera incendiado. Con las comunicaciones fijas destruidas y el túnel lleno de humo, los equipos de emergencia tendrían dificultades, por lo general, para localizar el foco del fuego y las personas atrapadas en el túnel.

Los sensores inalámbricos podrían evitar el caos al proporcionar a la sala de control de incidencias información sobre la visibilidad, las temperaturas y las ubicaciones de los vehículos y de las personas. Los bomberos que estuviesen dentro del túnel podrían recibir a continuación mapas e instrucciones a través de terminales de mano o dispositivos montados en los cascos.

Para que esta imagen se convierta en realidad, los dispositivos móviles tienen que ser capaces de formar redes inalámbricas que se organicen a sí mismas, abarcando a una amplia variedad de tecnologías de comunicación. El desarrollo de herramientas de software que hagan esto posible ha sido la tarea del proyecto RUNES (Sistemas Incorporados Ubicuos y Reconfigurables).

Formación inteligente de redes

Las redes móviles son muy distintas de las redes informáticas inalámbricas que hay en las casas y en las oficinas, explica Lesley Hanna, un consultor y gestor de difusión para RUNES. Sin un administrador humano, una red ad hoc se debe montar ella misma a partir de cualquier dispositivo que casualmente esté cerca, y adaptarse según salgan y entren los dispositivos en el radio de acción inalámbrico. Y si las redes de oficina utilizan potentes ordenadores con routers separados, las piezas de construcción de las redes móviles ad hoc son dispositivos de baja potencia que deben crear sus propias rutas inalámbricas, remitiendo señales de otros dispositivos que si no estarían fuera del radio de acción.

Una red típica podría contener decenas o incluso cientos de estos “sistemas incorporados”, que irían de ordenadores de mano a “motas”: pequeñas unidades, equipada cada una con un sensor, un microcontrolador y una radio que se pueden dispersar por un área a monitorizar. Otros dispositivos se podrían montar en puntos fijos, podrían ser transportados por robots, o se podrían llevar como “ropa inteligente” o “redes de área corporal”.

Los estándares inalámbricos no son la cuestión: la mayoría de dispositivos móviles utilizan protocolos comunes, como GSM, Wi-Fi, Bluetooth y ZigBee. El reto real, sugiere Hanna, es construir redes que se gestionen a sí mismas y que trabajen de una manera fiable a gran escala, con una diversidad de sistemas operativos y un consumo de baja potencia.

Middleware y más

El proyecto RUNES está financiado por la Unión Europea y ha abarcado a 21 socios de nueve países. Aunque RUNES ha sido dirigido porla multinacional Ericsson, ha tenido una orientación académica, con universidades como "socios-clientes individuales", que han dejado la mayor parte del software disponible para el público.

RUNES se propuso crear middleware: "Software que llena el vacío entre los sistemas operativos utilizados por los nódulos de sensores móviles, y las aplicaciones de alto nivel que hacen uso de los datos procedentes de los sensores". El middleware RUNES es modular y flexible, lo que permite que los programadores creen aplicaciones sin que se tenga que saber mucho sobre el funcionamiento detallado de los dispositivos de redes que facilitan los datos. Esto hace también que sea fácil incorporar nuevos tipos de dispositivos móviles, y reutilizar las aplicaciones.

La interoperabilidad ha sido un reto, porque los propios sistemas incorporados son diversos. En un extremo de la gama, se encuentran los entornos potentes, como Java, mientras que en el otro están los sistemas sencillos diseñados para los sensores inalámbricos. Para los dispositivos con memorias pequeñas RUNES ha desarrollado módulos de middleware que pueden cargarse, utilizarse para desempeñar tareas específicas y después reescribirse.

Los socios del proyecto han trabajado también en un sistema operativo (Contiki) y en un simulador (Simics). Por su lado, Contiki es un sistema operativo de código abierto diseñado para sistemas incorporados en red con pequeñas cantidades de memoria. Simics es un simulador que permite hacer pruebas con redes de gran tamaño y formas que no son prácticas con el hardware real.

Dar el salto

El escenario de incendio en el túnel ha sido valioso a la hora de demostrar lo que pueden conseguir las redes de este tipo. Utilizando nódulos de sensores, routers, puertas y robots reales desarrollados durante el proyecto, el montaje de demostración ha confirmado cómo, por ejemplo, un router robot puede maniobrar de forma independiente y tapar un hueco en la cobertura inalámbrica de la red.

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Más información:

http://cordis.europa.eu/ictresults/index.cfm/section/news/tpl/article/BrowsingType/Features/ID/89591