Dependable Embedded Wireless Infrastructure

En las últimas décadas la tecnología de comunicación inalámbrica ha hecho la vida de los ciudadanos más cómoda y eficiente, ya sea en el ámbito privado, en el público o en el de los negocios.

Esta tecnología permite acceso fácil y rápido a internet, conexión con dispositivos externos como auriculares o impresoras, y transferencias de datos a velocidades cada vez mayores. Sin embargo, esta tecnología aplicada a otros campos puede aportar un nuevo abanico de aplicaciones y posibilidades que mejoren la calidad de vida, como es el caso de la recuperación de información del entorno a través de redes de sensores inalámbricas. Estos sistemas permiten alcanzar un nuevo nivel de flexibilidad para ciudadanos y profesionales en distintas áreas de trabajo. Sin embargo, en este ámbito las tecnologías inalámbricas siguen sin ser dominantes, debido principalmente a la falta de la fiabilidad, seguridad, privacidad, o los problemas de auto-configuración para redes inalámbricas.

Por otra parte, las soluciones inalámbricas actuales no disponen de un diseño de referencia y arquitectura común, necesarios para construir un entorno de mercado donde la competencia permita precios atractivos para los ciudadanos.

El proyecto DEWI ha buscado proporcionar soluciones clave para la conectividad inalámbrica fiable y segura, y la interoperabilidad en ciudades inteligentes e infraestructuras.

Para convertir esta tecnología en una realidad, el proyecto DEWI ha buscado proporcionar soluciones clave para la conectividad inalámbrica fiable y segura, y la interoperabilidad en ciudades inteligentes e infraestructuras. En el ámbito del proyecto se han considerado diversos entornos de estudio como los edificios, los vehículos, los trenes o los transportes aéreos, que han proporcionado una experiencia fundamental para contribuir con estas tecnologías a los conceptos emergentes de casas inteligentes y espacios públicos inteligentes.

DEWI introduce el concepto de «burbuja», una red local inalámbrica adaptable con capacidades de sensorización y actuación en un área acotada que ofrece acceso inalámbrico tanto interno como externo, de forma segura, confiable, rápida y fácil. Este esquema permite una operación con la burbuja más sencilla y transparente cumpliendo con los términos de seguridad, lo que relaja la arquitectura de los entornos inteligentes y agiliza su operativa, aprovechando técnicas de auto-organización y auto-configuración internas, fiabilidad y adaptación. El proyecto está enfocado además al uso de soluciones abiertas y estándares, que permitirán su reutilización en distintos dominios y su interoperabilidad con otro tipo de sistemas.

Objetivos

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.

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:

Sector 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.

Sector 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.

Sector Edificios: Para aprovechar el potencial de las bubbles de DEWI, 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.