DESARROLLO DE UN SISTEMA AD-HOC CAPAZ DE ESTABLECER UNA RED INALÁMBRICA TIPO
MALLA (MESH)
en la misma banda, permitiendo más de
una comunicación en la misma porción del
espectro. Se mejora significativamente la
sensibilidad del receptor, utilizando todo el
ancho de banda del canal para transmitir una
señal, por lo que el canal es resistente al ruido.
-Para minimizar el consumo el dispositivo es
operado en un ciclo limitado de trabajo, en el
cual se despierta periódicamente y escucha el
canal en busca de la presencia de un mensaje.
El período del ciclo de trabajo está definido por
la longitud del preámbulo del paquete. El nivel
de señal recibido (RSSI) es leído y se evalúa si
el dispositivo debe entrar en fase Rx. Puesto
que el dispositivo puede operar por debajo del
nivel de ruido, se cuenta con un mecanismo
CAD (Channel Activity Detection), el cual si
detecta la presencia de un preámbulo válido
despierta el dispositivo para continuar con la
demodulación del mensaje.
Simulación de radioenlace
Toda prueba de campo requiere de preparación
y recursos, si puede verse una aproximación
de la misma en laboratorio, puede hacerse un
uso más eficiente de los recursos que siempre
son limitados. En el marco de su trabajo de
aplicación final del POSANOP el Teniente de
Navío ARTERO (7) Cristian Germán, realizó
las simulaciones utilizando un software de
licencia libre llamado Radio Mobile (versión
11.5.9).
Radio Mobile [2] es un programa de simulación
de radio-propagación gratuito desarrollado por
Roger Coudé para predecir el comportamiento
de sistemas radio, simular radio-enlaces y
representar el área de cobertura de una red de
radiocomunicaciones, entre otras funciones.
El software trabaja en el rango de frecuencias
entre 20 MHz y 20 GHz y está basado en el
modelo de propagación ITM (Irregular Terrain
Model) o modelo Longley-Rice.
El Modelo Longley-Rice es un modelo
matemático que está diseñado para ser
utilizado en análisis de largas distancias en
el que el transmisor y receptor se encuentran
alejados desde 1 a 2000 Km. Para el cálculo
considera las irregularidades del terreno y usa
para ello el perfil del terreno y los siguientes
parámetros:
-Constante
dieléctrica
de
la
tierra
(permeabilidad relativa)
-Conductividad de la tierra (Siemens por
metro)
-Constante Atmosférica Bending Constant
(N-Unidades)
-Tipos de Clima
-Frecuencia entre 20 MHz y 20 GHz
-Polarización Horizontal y Vertical.
Radio Mobile utiliza datos de elevación del
terreno que se descargan automáticamente
de Internet para crear mapas virtuales del
área de interés, vistas estereoscópicas (8),
vistas en 3-D y animaciones de vuelo. Los
datos de elevación se pueden obtener de
diversas fuentes, entre ellas del proyecto de
la NASA Shuttle Terrain Radar Mapping Misión
(SRTM) que provee datos de altitud con una
precisión de 3 segundos de arco (100m). Los
mapas con información de elevaciones pueden
ser superpuestos a imágenes con mapas
topográficos, mapas de carreteras o imágenes
satélitales.
Para simular el funcionamiento de la red de
sensores en cuestión, primero debemos crear
un mapa de elevaciones de la zona de interés,
en nuestro caso el Canal de acceso a Bahía
Blanca, para ello utilizamos los siguientes
parámetros: Latitud 39°5´2,5” (S) Longitud
061°53´2,5”(W) con 144 km de ancho y 69,5
km de alto. Luego creamos una red llamada
“Canal de Acceso a Bahía Blanca”, en la que
los miembros de la red son cada uno de los
dispositivos que se pretende instalar en las
boyas.
El principal interés en cuanto la simulación de
los radio-enlaces era saber anticipadamente
que dificultades se podían presentar en la
comunicación entre los dispositivos. Como
se vio en el estudio de la distribución de las
boyas a lo largo del canal, el tramo de mayor
distancia entre boyas está entre la boya Nro 2
y Nro 3, donde la distancia es de 5,4 KM. Se
cargó por tanto las propiedades de la red en
ese punto. Los resultados de la simulación
pueden verse en las figuras N°7 y 8. De
acuerdo a la simulación realizada con Radio
Mobile, se puede establecer que es posible
realizar en forma exitosa un enlace a 5,67
Km, suficiente para asegurar la comunicación
entre los módulos de la red más alejados.
Ensayos con los modulos de RF de 433 MHz
Dado que los módulos utilizados en este ensayo
no se distribuyen con un paquete de software
como el XCTU de los módulos XBEE tuvo que
diseñarse un programa que permitiera evaluar
la existencia o no de enlace y la calidad del
mismo. Por tanto:
-Se realizó un protocolo de comunicación que