DEWI acerca la comunicación inalámbrica a ámbitos tan específicos como el aeronáutico, automoción o ferrocarril

PROYECTOS
09/01/2017
El proyecto europeo de I+D DEWI en el que participa el Instituto Tecnológico de Informática (ITI) y del que forman 58 socios de 11 países distintos finaliza tras tres años de duración

Las comunicaciones inalámbricas aún tienen un enorme recorrido por delante en este tipo de ámbitos en los que las tecnologías cableadas son aún dominantes, al no ofrecer una arquitectura de referencia común para su implantación masiva.

El objetivo de esta iniciativa europea ha consistido en acercar la comunicación inalámbrica a ámbitos tan restrictivos como son el aeronáutico, automoción, ferrocarril y edificios, generando una arquitectura de comunicaciones altamente adaptable y orientada a servicios, utilizando tecnologías inalámbricas, capaz de hacer frente a estos retos.

Uno de los primeros objetivos de DEWI ha sido el diseño de una arquitectura modular de alto nivel que permite la introducción de sistemas inalámbricos de cualquier fabricante o tecnología en ámbitos con requisitos estrictos, como el transporte o los edificios.

La arquitectura resultante permite adaptar el diseño a los distintos ámbitos de aplicación según los requisitos, para potenciar así distintas características como la fiabilidad y robustez de las comunicaciones, la velocidad y refresco, la simplicidad o la versatilidad.

La arquitectura de DEWI propone el concepto de “Burbuja” como una entidad lógica que contiene toda la información y recursos de su ámbito de aplicación (un coche, un tren, un edificio…). La comunicación con la burbuja está orientada a servicios, y se realiza de forma estándar y universal. Las burbujas pueden consultar información entre ellas, organizarse en arquitecturas jerárquicas o distribuidas, o apoyarse en sistemas superiores basados en Cloud o Big Data para generar valor.

La interacción con la burbuja se realiza mediante su “DEWI Gateway”, un dispositivo que gestiona los sistemas inalámbricos que hay dentro de la burbuja, y la dota de inteligencia y conectividad. La comunicación dentro de la burbuja se realiza mediante una tecnología común dependiente del dominio, optimizando los parámetros más importantes de cada aplicación (robustez de la comunicación en sector aeronáutico, velocidad en el de automoción, o versatilidad en los edificios). A esta red interna se conectan las soluciones inalámbricas de los distintos fabricantes, que interoperan mediante este lenguaje común, pero que pueden utilizar cualquier tecnología para el enlace inalámbrico de sus sensores y actuadores. Esto es una ventaja no sólo para proteger los intereses y políticas de los fabricantes, sino también para que la solución propuesta por DEWI sea compatible a lo largo del tiempo y ofrezca una larga vida útil de la instalación.

Las tecnologías inalámbricas se encuentran en un momento de evolución donde cada año surgen nuevas soluciones y estándares que mejoran su capacidad, velocidad, estabilidad, seguridad o alcance. DEWI permite que estas nuevas tecnologías puedan integrarse en la plataforma existente de forma transparente, evolucionando así con el tiempo con tecnologías cada vez más potentes para conectar con el mundo real.

La arquitectura de DEWI y el ecosistema de tecnologías y soluciones que se han desarrollado durante los 3 años de duración del proyecto han permitido sustituir los sensores y actuadores cableados por soluciones inalámbricas de nueva generación sin afectar a su rendimiento, permitiendo además reducir el peso de los sistemas, reducir los costes de gestión y mantenimiento, instalar sensores en lugares sin infraestructura eléctrica y de comunicaciones, y dotarlos de mayor versatilidad y movilidad.

En este ecosistema, ITI ha desarrollado 3 tecnologías clave, distribuidas a lo largo de la arquitectura de DEWI en los diferentes ámbitos de actuación del proyecto:

Ámbito Automoción

ITI ha desarrollado una tecnología de comunicaciones inalámbrica de bajo consumo para sensores y actuadores instalados en el vehículo, que coordinan y optimizan su funcionamiento para minimizar el consumo energético en las comunicaciones, y que son capaces de funcionar en condiciones adversas de interferencia y saturación espectral. El sistema ha sido probado en colaboración con Volvo (Suecia) para la utilización de sensores inalámbricos en camiones, lo que permite reducir los costes en tareas de monitorización y supervisión, testeo de componentes tras la fabricación, o incluso el intercambio de carros de tracción y semirremolques de forma sencilla y transparente al usuario.

Ámbito Ferroviario

ITI ha desarrollado el DEWI Gateway para integrar las redes de sensores inalámbricas de distintos fabricantes en los sistemas de control del tren. Esto permite añadir sensores y actuadores inalámbricos que monitoricen y controlen diversos aspectos del tren (puertas, temperatura, iluminación, gestión de la carga, control de bogies…) de forma rápida y sencilla, sin necesidad de añadir nuevo cableado. Estos sensores funcionan al margen de la infraestructura existente en tren, y se conectan con sus sistemas de control mediante este DEWI Gateway, de forma transparente al sistema y respetando las necesidades de seguridad. El dispositivo desarrollado por ITI ofrece soporte de calidad de servicio, conexiones mediante suscripción o servicios, almacenamiento local, catálogo y estado de sensores, conexión segura con autenticación y autorización, prioridades de tráfico e interfaces físicas redundantes para alta disponibilidad. Durante 2016 se probó con éxito el sistema para comprobar la integridad de los vagones de un tren, mediante sistemas de sensorización redundantes, que permiten la detección instantánea e inequívoca de la desconexión de vagones en marcha mediante sistemas completamente inalámbricos.

Ámbito Edificios

Para aprovechar el potencial de las «burbujas» de DEWI, el grupo de Big Data Analytics de ITI ha desarrollado una plataforma de análisis de datos en tiempo real que se conecta a flujos de medidas de los sensores de interés, analiza la información y obtiene patrones de comportamiento. Empleando técnicas basadas en Deep Learning, la plataforma es capaz de detectar problemas e irregularidades en los edificios, relacionados con la seguridad, el mantenimiento o la eficiencia energética. En un funcionamiento continuado, el sistema aprende de eventos pasados, pudiendo incluso anticiparse a su comportamiento. La plataforma se ha probado con éxito en Portugal, Finlandia y Polonia, en edificios de diversas tipologías como oficinas, residencias de mayores y campus universitarios.

El proyecto DEWI es una iniciativa europea financiada a través del Programa Artemis y formada, por 58 socios de 11 países, incluyendo máximos exponentes industriales como Volvo, Philips, Fagor, Thales o Acciona.

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