Estudio y pruebas de campo de WUSNs (Wireless Underground Sensor Networks)

Las redes de sensores son un campo de investigación muy activo. La gran variedad de aplicaciones que poseen en distintos campos induce a pensar que funcionarían correctamente para monitorizar entornos subterráneos. Por ejemplo, la agricultura utiliza los sensores subterráneos para supervisar condiciones del suelo tales como agua y contenido mineral. Los sensores también se utilizan con éxito para supervisar la integridad de las infraestructuras del subsuelo tales como tuberías, y derrumbamiento y se logra la supervisión de terremotos usando los sismómetros enterrados. La tecnología actual para los sensores subterráneos, consiste en desplegar una red de sensores bajo tierra, y éstos están conectados mediante cables a un data-logger (registrador de datos), que almacena los datos recibidos de los sensores para después poderlos mostrar y ser visibles. Los data-loggers pueden estar equipados con dispositivos que envíen la información recibida a una central recolectora de datos (sink) vía wireless o con cable, aunque también pueden ser extraídos manualmente accediendo físicamente al data-logger. Aunque la tecnología de redes de sensores está bastante clara en referencia a cómo estas redes funcionan y se construyen, aún existen defectos tales como la visibilidad, facilidad de despliegue, puntualidad de los datos, fiabilidad y buena densidad de cobertura. Estos problemas se podrían evitar utilizando las redes de sensores subterráneas inalámbricas (WUSN), donde la mayoría de los dispositivos incluyendo sus sensores se despliegan totalmente bajo tierra, incluyendo también sus medios para transmitir y recibir informaciones. El uso de este tipo de redes facilitaría que los problemas anteriormente citados desaparecieran, ya que se podrían evitar los daños causados por máquinas que trabajan en la superficie, robos y otros problemas causados al estar en la superficie. A parte, la red también seguiría trabajando en caso de que algún sensor fallara, ya que la información viajaría a través de otros sensores de la misma red, y avisarían del fallo de uno de ellos, ya que de la otra forma no se podría avisar, e incluso evitaríamos el cableado hasta el data-logger ya que WUSN trabajaría por si sola, ya que da a cada sensor independencia de los demás.En este TFC introduciremos el concepto de redes de sensores subterráneas (Wireless Underground Sensor Networks, WUSN). Una red de sensores inalámbrica (WSN) es una red que consiste en dispositivos autónomos distribuidos en el espacio que usan sensores para supervisar y monitorizar condiciones físicas o ambientales, tales como temperatura, sonido, vibración, presión, movimiento o agentes contaminadores, en diferentes localizaciones. En nuestro caso, nos centraremos en describir las redes de sensores bajo tierra (WUSN), un sistema prácticamente idéntico al utilizado al aire libre pero con la característica de estar bajo tierra. Para evitar el cableado de los dispositivos y de esta forma tener un menor coste se idearon las WUSN, ya que se pueden desplegar bajo el suelo y no requieren ninguna conexión de cableado, pues la información circula vía radio. De esta forma se pueden utilizar para supervisar por ejemplo, las características del suelo para usos agrícolas o sustancias toxicas para el control del medio ambiente entre otras. Cada dispositivo contiene todos los componentes necesarios, memoria, un procesador, una radio, una antena y una fuente de energía, cosa que proporciona un despliegue mucho más simple. Este TFC proporciona una descripción de las ventajas e inconvenientes de usar WUSNs, aplicaciones posibles, pruebas de campo realizadas con los resultados obtenidos y líneas futuras, así como desafíos en el diseño de estas redes