QDSN: Sensores inalámbricos de despliegue asistido para tareas de monitorización itinerante

ENERGíA, INDUSTRIA 4.0, LOGíSTICA, SALUD
Fecha de inicio: 01/01/2019
Fecha de finalización: 31/03/2021

ITI dispone de una patente para una solución de sensores inalámbricos, denominada QDSN (Quick Deployment Sensor Network).

Este proyecto persigue alcanzar el desarrollo de un prototipo de alto nivel (desarrollo propio de hardware, encapsulado y protecciones industriales, certificación) de una solución QDSN orientada a industria, para utilizar en aplicaciones de monitorización itinerante (p.ej. auditorías). Su característica diferencial es que resuelve uno de los principales problemas que han limitado la expansión de este tipo de sistemas: su dificultad de despliegue, configuración, uso y mantenimiento.Su característica diferencial es que resuelve uno de los principales problemas que han limitado la expansión de este tipo de sistemas: su dificultad de despliegue, configuración, uso y mantenimiento.

 

Este proyecto persigue alcanzar el desarrollo de un prototipo de alto nivel (desarrollo propio de hardware, encapsulado y protecciones industriales, certificación) de una solución QDSN orientada a industria, para utilizar en aplicaciones de monitorización itinerante

Las principales ventajas aportadas por esta solución son: instalación no intrusiva, que permite incrementar el nivel de digitalización de planta con un mínimo impacto en la operativa; flexibilidad de uso gracias a los sensores incorporados, la interfaz para sensores industriales, y su arquitectura inalámbrica; mejora en ratios de rentabilidad, derivados de la ausencia de cableado y de una instalación y mantenimiento más sencillo y rápido que el resto de soluciones; fácil mantenimiento, gracias al protocolo de smart maintenance que minimiza la necesidad de interacción humana; integración horizontal y vertical, gracias al uso de los últimos estándares de Internet de las Cosas e Industria 4.0; elevada robustez, a pesar de utilizar comunicaciones inalámbricas, gracias al uso de nuevas tecnologías deterministas de rango industrial con salto en frecuencia; y la utilización de los más altos estándares de ciberseguridad.

Este prototipo se evaluará y revisará iterativamente en un entorno real con una empresa colaboradora, hasta conseguir su validación final. Se obtendrá así un sistema en TRL8, con todas las características y desarrollos necesarios para su uso real en industria y para su transferencia directa a empresas interesadas en su comercialización

Objetivos

El presente proyecto persigue como objetivo científico-técnico principal el desarrollo de una solución de sensorización inalámbrica de rango industrial, formada por un conjunto de nodos auto-gestionados, y que permita un despliegue y puesta en marcha muy simplificados para su utilización en tareas de monitorización puntual e itinerante. A ello se unen otros objetivos de carácter no técnico para valorizar esta solución, como es la realización de actividades de difusión empresarial y marketing, análisis e mercado y actividades de transferencia.

Esta solución está ligada a la consecución de los siguientes objetivos técnicos específicos:

  • Latencia acotada: mediante el desarrollo de una arquitectura determinista, tanto a nivel de software como de comunicaciones, se persigue gestionar los recursos temporales para que la sensorización se entregue con garantías en los plazos establecidos.
  • Bajas pérdidas: el diseño de la tecnología de comunicaciones, basada en IEEE 802.15.4e y el uso de “salto en frecuencia”, permitirá trabajar con robustez en un entorno agresivo propenso a pérdidas e interferencias, como el que podemos encontrar industria.
  • Alta disponibilidad y resiliencia: para luchar contra la fragilidad de las tecnologías de comunicaciones en banda ISM, se utilizará una arquitectura de redes malladas, permitiendo aprovechar los nodos ya existentes como una infraestructura de comunicaciones, e incrementando la disponibilidad de rutas y robustez ante pérdidas de comunicación.
  • Autogestión: los nodos incluirán protocolos dinámicos para la gestión de rutas de encaminamiento en topologías malladas, lo que permitirá sanear los enlaces problemáticos y optimizar las comunicaciones en base a unos parámetros de calidad.
  • Despliegue asistido: con el objetivo de simplificar al máximo el proceso de despliegue, instalación y configuración de los nodos, reduciendo así los requisitos de personal especializado y de tiempo, se incorporarán algoritmos y herramientas para asistir al usuario durante la fase de despliegue.
  • Capacidad de sensorización básica incorporada: los nodos incluirán sensores para monitorizar de forma efectiva diversos parámetros de interés general en los procesos industriales (temperatura, humedad, presión atmosférica, impactos…).
  • Interfaces estándar: conexión con sondas industriales estándar basadas en 4…10 mA / 0-10V.
  • Integración en infraestructuras de nueva generación: los nodos permitirán la integración transparente con arquitecturas IoT e Industria 4.0 mediante la implementación de protocolos de aplicación estándar, como MQTT y OPC-UA.
  • Ciberseguridad: seguridad desde la fase de diseño, tanto para la privacidad de la información como la autenticación de los actores y la integridad de los mensajes intercambiados.
Entidades financiadoras

Entidad: AVI (Agencia Valenciana de la Innovación)
Nº Expediente: INNVAL10/19/033
Financiación:115.249

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