SENSÓRICA 57 Figura 1. Estructura de un nodo sensor con comunicación inalámbrica. Introducción Un sensor electrónico es todo dispositivo que ofrezca una salida eléctrica a partir de una magnitud física o química. Este término sugiere una capacidad de extensión de nues- tros sentidos, que es cierta en lo que se refiere al número de magnitudes que podemos percibir directamente con nuestra vista, oído, olfato gusto y tacto; pero dicha extensión es menos cierta en cuanto a alguna de las capacidades de percepción de las máquinas, que todavía no superan las de los seres vivos. Los sensores se basan en el cambio de ge- ometría en un componente electrónico o en los cambios que experimentan las propiedades de los materiales que los constituyen cuando son expuestos a la magnitud que se desea medir. Las señales obtenidas a partir de dichos cambios son muy pequeñas y para comunicarlas hay que procesarlas previamente, tal como se indica en la figura 1. Para poder establecer una comunicación bidireccional, el emisor debe actuar alternativamente como receptor y vi- ceversa (transceptor). Los circuitos electrónicos de procesamiento y comunicación, y a menudo también el sensor, necesitan una alimentación eléctrica para poder funcionar. En las redes inalámbricas de sensores, la solución más habitual es la captación de energía solar porque en instalaciones remotas permanentes la sus- titución frecuente de baterías primarias sería una solución in- eficiente. Una gestión adecuada de la energía captada permite alimentar el conjunto con células solares de dimen- siones muy reducidas, e implica el diseño de circuitos elec- trónicos de muy bajo consumo que logran que la célula solar trabaje siempre en su punto de máximo rendimiento. La fuente de alimentación del receptor se puede basar también en energía solar, o estar conectada a la red de suministro eléctrico. La gestión eficiente de la energía conlleva también una se- lección adecuada de la frecuencia con que se realizan las mediciones, porque cuando no se está midiendo, el sensor y los circuitos asociados se desconectan para ahorrar ener- gía. El tiempo mínimo entre mediciones vendrá determina- do por la dinámica de la magnitud que se desea medir. Análogamente, y con mayor razón debido al elevado consu- mo del transceptor respecto al del sensor y el procesador, los resultados de las mediciones es preferible transmitirlos por paquetes si no es imprescindible transmitirlos justo des- pués de haberlos obtenido. Norma IEEE802.15.4 ZigBee IEEE802.11a Wi-Fi IEEE802.11b Wi-Fi IEEE802.11g Wi-Fi IEEE802.11n Wi-Fi IEEE802.15.1 Bluetooth IEEE802.16 WiMax GPS GSM/CDMA Bandas de frecuencia 868 - 870 MHz (Europa) 902 - 928 MHz (USA) 2,4000 - 2,4835 GHz (Todos) 5,15 - 5,35 GHz (Europa, USA) 5,47 - 5,725 GHz (Europa) 5,725 - 5,850 GHz (USA) 2,4000 - 2,4835 GHz 2,4000 - 2,4835 GHz 2,4000 - 2,4835 GHz 5,15 - 5,35 GHz 2,4000 - 2,4835 GHz 5.x GHz 1575,43 MHz 900 MHz y 1800 MHz (Europa) 850 MHz y 1900 MHz (USA) Velocidad máx. Mbit/s 20 kbit/s 40 kbit/s 250 kbit/s 54 11 54 108 2,1 75 50 bit/s 9,6 kbit/s Alcance m 10 a 75 20 30 30 50 50 50 km Potencia mW 1 mín. 100 típ. 800 100 200 100 100 150 100 8 W Tabla 1. Normas para las comunicaciones inalámbricas en las bandas de frecuencia libres (ISM). WiMax incluye también especificaciones para bandas con licencia. La máxima velocidad se reduce con el alcance, en particular para WiMax. tecnología