Diseño del sistema de comunicación de una red inalámbrica de sensores para el estudio de la salud estructural en puentes

Abstract

A medida que la tecnología avanza y los distintos dispositivos se conectan a internet, se vuelve cada vez más importante tener acceso a la información de una manera eficiente y sencilla. Esto ha hecho que las inalámbricas de sensores cobren una importancia notable en los últimos años. Una red de este tipo permite monitorear y guardar datos sobre condiciones físicas alguna estructura y tener acceso a ellas en tiempo real. De ahí nace la idea del proyecto e-Bridge de la Escuela de Ingeniería en Construcción del Instituto Tecnológico de Costa Rica. La idea inicial fue tener un sistema automatizado para poder monitorear aspectos estructurales, como desplazamiento y vibración, de los puentes en Costa Rica. Actualmente el Centro de Investigación en Vivienda y Construcción (CIVCO) cuenta con un equipo capaz de tomar las mediciones. Sin embargo, los costos asociados al mantenimiento y calibración de los equipos, así como el tiempo que toma realizar la calibración presentan un problema grande. Esto último se debe a que la calibración de los sensores solamente se puede realizar fuera del país, y el tiempo de viaje (2 meses en total) más el hecho de que se deba realizar anualmente, dan como resultado, dispositivos cuya vida útil anual se ve reducida. Es una red inalámbrica de sensores que permita monitorear en tiempo real la salud estructural de los puentes en Costa Rica. En 2011 inicia el proyecto en el Centro de Investigación en Vivienda y Construcción (CIVCO) en conjunto con la escuela de Ingeniería Electrónica para desarrollar una red confiable, expandible y de bajo costo. Este proyecto muestra el proceso de diseño e implementación del sistema de comunicación que se utilizará en esta red de sensores; la cual se realizará en una topología de estrella con un nodo central y dos nodos remotos, los cuales fueron implementados usando tarjetas Raspberry Pi 3. Mientras que la conexión entre los tres se hizo mediante módulos de radio nRF24L01. El sistema es capaz de detectar la cantidad de nodos activos y solicitar los datos de nada uno de estos nodos para luego almacenar los datos en un archivo local.