I
Indice
Capitolo 1 - Introduzione
1
Capitolo 2 - Generalità sulle reti di sensori
6
2.1 Introduzione alle WSN 6
2.2 Confronto fra reti cablate e reti wireless 7
2.3 Tipologie di WSN 8
2.4 Applicazioni delle WSN 9
2.4.1 Applicazioni di controllo ambientale 9 2.4.2 Applicazioni mediche 11 2.4.3 Applicazioni di ambito domotico 12 2.4.4 Applicazioni commerciali 13 2.4.5 Applicazioni industriali 13 2.4.6 Applicazioni militari 13 2.5 Peculiarità delle WSN 14 2.6 Architettura delle WSN 16 2.7 Progettazione di una WSN 17 2.7.1 Fault tolerance 17 2.7.2 Scalabilità 18 2.7.3 Costi produttivi 18 2.7.4 Ambienti operativi 19 2.7.5 Topologia di rete 20 2.7.6 Requisiti hardware 22 2.7.7 Mezzo trasmissivo 23 2.7.8 Consumi energetici 26 2.8 Problematiche software 27
2.8.1 Ambiente operativo TinyOS 28
II
Capitolo 3 - B-MAC
31
3.1 Overview del B-MAC 31
3.2 Motivi che hanno portato alla creazione del B-MAC 31
3.3 Funzionamento del B-MAC 34
3.4 Altre caratteristiche del B-MAC 39
Capitolo 4 - BMACAdapter
41
4.1 Principi di comportamento 41
4.2 Schematizzazione del comportamento del BMACAdapter 45
4.3 Overview del B-MAC 49
Capitolo 5 - Test del BMACadapter
61
5.1 Test sulla percentuale di pacchetti persi 61
5.2 Test sul consumo energetico 62
Capitolo 6 - Sviluppi futuri
68
Capitolo 7 - Conclusioni
70
Appendice A - Modello analitico per il tempo di
vita di una WSN
71
A.1 Modellizzazione per il calcolo del tempo di vita 71
A.2 Efficacia di una riconfigurazione automatica 77
Appendice B - Piattaforma Mica2
79
B.1 Architettura generale di un nodo sensore 79
B.1.1 Microcontrollore 79
III B.1.3 Batterie 81 B.2 Mica2 e Mica2Dot 82 B.2.1 Microcontrollore 84 B.2.2 Chip radio 84 B.3 Schede di sensori 85
B.4 Sensori per Mica2 87
B.4.1 Microfono 88
B.4.2 Segnalatore 88
B.4.3 Luce e temperatura 88 B.4.4 Accelerometro a 2-Assi 89 B.4.5 Magnetometro a 2-Assi 89
Appendice C - TinyOS e nesC
91
C.1 Aspetti generali del TinyOS 91
C.2 Modello a componenti del TinyOS 93
C.3 Paradigma di comunicazione AM 96
Appendice D - TOSSIM, TinyViz e Tython
98
D.1 Caratteristiche generali dei simulatori 98
D.2 TOSSIM 99
D.2.1 Modello di esecuzione 100 D.2.2 Modello radio 100 D.2.3 Livello Data-Link 101 D.2.4 Consumo energetico 101
D.3 Architettura del TOSSIM 102
D.4 Servizi di comunicazione 102
D.5 TinyViz 103
