Validación de la capa física y la capa MAC del modelo de red inalámbrica IEEE 802.15.4 aplicado a un proceso industrial

Abstract

Las redes inalámbricas permiten que la comunicación entre los diferentes dispositivos de un sistema se pueda llevar a cabo sin la necesidad de utilizar cables, consiguiendo con ello que la información fluya libremente dentro de un área determinada. En los procesos industriales se encuentra una gran cantidad de información que requiere ser transmitida a otros dispositivos, ya sea para la supervisión o el control de estos. Este trabajo permite ver como y que consecuencias trae consigo implementar una red inalámbrica para transmitir diferentes variables en un ambiente industrial. En el mercado se encuentran diversidad de circuitos integrados que realizan las tareas involucradas en el manejo de la información en niveles RF, por lo tanto, la selección del hardware de este proyecto se llevo a cabo teniendo en cuenta que las operaciones realizadas de estos estuvieran dentro de las indicaciones del protocolo IEEE 802.15.4 debido a que este protocolo está concebido para intercomunicar sensores en redes de área personal. El diseño de las tarjetas con los componentes complementarios fue de mucha complejidad debido su tamaño reducido. Su construcción por lo tanto, solo se puede llevar a cabo con maquinaria especializada. Los módulos diseñados y construidos cumplen con características suficientes para el envío y recepción de las señales de un proceso de laboratorio, el cual simula muy bien lo que es manejar una planta de nivel en un ambiente industrial. En estos módulos, se implementan las principales características de la norma IEEE 802.15.4. Además, se hace uso de funciones de Zigbee ya que Zigbee es el complemento de la norma IEEE 802.15.4. Esta red consta de tres módulos, los cuales se encargan de supervisar dos señales procedentes de la planta. Existe un módulo FFD, el cual se encarga de administrar los otros dos módulos, al igual que brindar una comunicación con el usuario a través de una interfaz en un computador, además de este módulo se encuentran otros dos los cuales son RFD’s y son encargados de tomar las señales generadas por la planta que se pretenden monitorear. Estas señales son las correspondientes a la señal de nivel producida por el transmisor de presión diferencial y la señal que le entra a la válvula de entrada de agua al tanque a controlar, cabe destacar que ambas señales son análogas de 0 a 5V DC.