Diseño e implementación de un protocolo de comunicación domótico para interacción entre sensores y actuadores

En la actualidad, los escenarios donde los seres humanos habitan, son cada vez más inteligentes, las personas desean mejorar su confort incorporando elementos que le faciliten o hagan más agradable su estancia en el hogar. Por este motivo, el usuario requiere que estos elementos sean: fáciles, rá...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: Suquinagua Otavalo, Raúl Benito, Muñoz Abad, Edgar Osvaldo
Other Authors: Astudillo Salinas, Darwin Fabián
Format: bachelorThesis
Language:spa
Published: 2018
Subjects:
Online Access:http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/31488
Description
Summary:En la actualidad, los escenarios donde los seres humanos habitan, son cada vez más inteligentes, las personas desean mejorar su confort incorporando elementos que le faciliten o hagan más agradable su estancia en el hogar. Por este motivo, el usuario requiere que estos elementos sean: fáciles, rápidos y seguros de integrar al entorno. En este trabajo, se implementó un protocolo sobre la capa de aplicación del modelo TCP/IP. El protocolo permite la interacción entre los sensores y actuadores (nodos cliente) que se ejecutan en una red domótica. En cada capa se usa un protocolo específico: 1.) en la capa física se usa el estándar IEEE 802.11 y define aspectos básicos como la potencia del transmisor y la sensibilidad del receptor; 2.) en la segunda capa se usa CSMA/CA como método de acceso al medio, permitiendo que múltiples estaciones utilicen un mismo medio de transmisión; 3.) en la capa de red, la interacción entre los nodos está configurada en modo malla, en donde cada nodo usa un identificador de 32 bits basado en su dirección MAC, propio del protocolo; 4.) la capa de transporte es configurada utilizando TCP, para garantizar que los datos se entregarán de manera confiable; por último, 5.) en la capa de aplicación se utiliza el protocolo MQTT. Para probar el rendimiento del protocolo desarrollado, se fabricaron prototipos de los nodos: actuador y sensor. También, se desarrolló una aplicación para dispositivos móviles basados en Android, de manera que el usuario pueda controlar y gestionar la red desde su dispositivo. Además, se plantea que el envío de mensajes del protocolo propuesto sea seguro y soporte ataques de carácter malicioso, para lo cual, se usa el algoritmo de encriptación AES-256. Las ventajas principales del protocolo planteado con respecto a los protocolos destinados al área de la domótica son: 1.) la manera simple en que se realiza la transferencia de información utilizando el protocolo MQTT, minimizando la sobrecarga de la red; 2.) la fácil incorporación de los nodos a la red, utilizando la aplicación del dispositivo móvil; y, por último, 3.) la comunicación a largo alcance y escalabilidad en la red, gracias a que la topología usada permite que los nodos realicen multi-salto.