Título:
Comunicación inalámbrica entre nodos sensores.
Título corto: PY-COMUNICACIÓN NODOS
Subtítulo:
Desarrollo de un sistema de intercambio de información entre nodos sensores utilizando módulos de bajo coste.
PLANTEAMIENTO DEL RETO
Descripción:
El reto consiste en poner a punto un sistema de comunicaciones entre varios nodos sensores, de forma que un nodo “Gateway” sea capaz de recibir lecturas de los sensores instalados en varios nodos “Mote” de forma inalámbrica. Para la implementación, se considerará que los nodos “Mote” emiten las siguientes lecturas de sus sensores:
- Temperatura y Humedad relativa (sensor tipo DHT11)
- Temperatura de placa (desde un sensor resistivo tipo DS18B20)
- Posición absoluta [x, y, z]
- Posición relativa del sensor (considerando una lectura del tipo [ax, ay, az], con valores enteros entre -256 a 255 para cada componente del vector)
- Concentración de CO2 en el ambiente (considerando tres posiciones: «Normal”, “Alto”, “Anormal”)
La implementación se realizará sobre 3 nodos sensores basados en Arduino (por ejemplo Arduino UNO R3, de coste alrededor de 10€), utilizando para la transmisión los módulos NRF24L01, con un coste inferior a 2 €, y un nodo Gateway con el mismo módulo y conexión a PC que deberá recibir las lecturas de los sensores, y generar un archivo con el resumen de las mediciones, de forma compacta y visualmente atractiva. Se podrán utilizar las librerías open source RF24 con el fin de acelerar los tiempos de desarrollo, así como cualquier otro material de código abierto disponible.
La solución se podrá presentar como un prototipo físico o como una simulación sobre un software apropiado, pero en cualquier caso se deberán aportar los sketches (archivos .ino, librerías y wrappers desarrollados) correspondientes al nodo “Gateway” y a los nodos “Mote” (3, iguales). Se podrá desarrollar un script en Python para gestionar la comunicación con el Gateway desde el PC, o bien trabajar desde el puerto serie con el IDE de Arduino, o Processing. En cualquier caso, se ejecutará sobre un hardware proporcionado por Pyro siguiendo estas especificaciones. No se podrán añadir más elementos físicos que los Arduino, los módulos, baterías para los nodos Mote y el cable USB para la conexión serie con el PC.
Medición:
Se realizará la evaluación del reto en base a tres criterios:
- Eficiencia del sistema de comunicaciones: (4/10)
- Distancia máxima desde el nodo Mote (funcionando correctamente) más alejado hasta el Gateway (los módulos pueden ser utilizados como repetidores para una configuración en red).
- Área cubierta por los tres nodos Mote, dispuestos como un triángulo.
- Capacidad de leer con fluidez los datos de los tres nodos Mote
- Legibilidad del código escrito (considerando mejor cuanto más compacto y mejor comentado) (3/10)
- Estética y comprensibilidad de los datos mostrados en pantalla:
- Debería poder apreciarse la posición y la orientación relativa de cada sensor, además de la temperatura, humedad y concentración de CO2 de una forma comprensible gráficamente
- Puntuar adicionalmente (0,5) si el alumno ha implementado un sistema de alerta que avise del cambio de orientación en un sensor, o una elevación del nivel de CO2
Esquema de resolución:
- Conocer los nodos NRF24L01 y las posibilidades que ofrecen a nivel de intercomunicar sensores de una red.
- Desarrollar el código para conseguir la comunicación en el nodo Gateway y su conexión con el puerto serie, sin tratar los datos.
- Desarrollar el código para cada uno de los nodos Mote sensores.
- Probar la eficacia del sistema en un prototipo físico, si es posible
- Desarrollar el método para leer los datos e interpretarlos
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