PDF de programación - Aplicación Tablet para gestión de red de sensores

Universidad de Almería
Máster en Administración, Comunicaciones y Seguridad Informática

Aplicación Tablet para gestión de red de sensores



Autores:

Felipe Martínez Carreño



Felipe Martínez Carreño
Ingeniero Técnico Informático de Sistemas
[email protected]











Tanto la memoria de este trabajo como el software desarrollado se distribuyen bajo la licencia GNU

GPL v3.

La Licencia Pública General GNU (GNU GPL) es una licencia libre, sin derechos para software y

otro tipo de trabajos.

Las licencias para la mayoría del software y otros trabajos prácticos están destinadas a suprimir la

libertad de compartir y modificar esos trabajos. Por el contrario, la Licencia


Pública General GNU persigue garantizar su libertad para compartir y modificar todas las versiones

de un programa--y asegurar que permanecerá como software libre para todos sus usuarios.


Cuando hablamos de software libre, nos referimos a libertad, no a precio. Las

Licencias Públicas Generales están destinadas a garantizar la libertad de distribuir copias de software
libre (y cobrar por ello si quiere), a recibir el código fuente o poder conseguirlo si así lo desea, a modificar el
software o usar parte del mismo en nuevos programas libres, y a saber que puede hacer estas cosas.


Para obtener más información sobre las licencias y sus términos puede consultar:

• http://www.gnu.org/licenses/gpl.html (Licencia original en inglés)
• http://www.viti.es/gnu/licenses/gpl.html (Traducción de la licencia al castellano)



5

Se ha realizado el presente trabajo
para la obtención del título de
Máster Propio en Administración, Comunicaciones y Seguridad Informática
por la Universidad de Almería
http://masteracsi.ual.es



ÍNDICE



Tabla
 de
 contenido
 

INTRODUCCION

 ............................................................................................................................
 11
 
Capítulo
 1 RED
 DE
 SENSORES

 

 ................................................................................................
 15
 
Capítulo
 2 BASE
 DE
 DATOS

 ....................................................................................................
 17
 

 
Capítulo
 3 SERVICIOS
 WEB

 

 .....................................................................................................
 19
 
Capítulo
 4 APLICACION
 ANDROID

 ........................................................................................
 21
 

 
4.1
  APLICACION
 .................................................................................................................................
 21
 
4.2
  CODIGO
 FUENTE
 .........................................................................................................................
 27
 
4.2.1
  Actividades
 ..............................................................................................................................................
 27
 
4.2.2
  Fragments
 ...............................................................................................................................................
 27
 
4.2.3
  Modelos
 ....................................................................................................................................................
 27
 
4.2.4
  Loaders
 .....................................................................................................................................................
 27
 
4.2.5
  Vistas
 .........................................................................................................................................................
 28
 
Capítulo
 5 CONCLUSIONES
 Y
 TRABAJO
 FUTURO

 ..............................................................
 28
 

 
Capítulo
 6
  BIBLIOGRAFIA
 ....................................................................................................
 29
 



INTRODUCCION

Uno de los cambios más importantes que se han producido en los últimos años en el este de Almería
es la explotación intensiva de cultivos, sobre todo en los invernaderos. En este tipo de cultivo es muy
importante el uso de técnicas y tecnologías para mejorar el rendimiento en la granja. En este trabajo se
presenta una aplicación para tablets Android que interactúa con un sistema de control avanzado para recoger
las variables aplicadas en la agricultura de precisión.

• Capítulo 1. Red de sensores. En el primer capítulo, se explica brevemente como funciona la red de

sensores que recoge los datos que vamos a mostrar en la aplicación.

• Capítulo 2. Base de datos. En este capitulo se expone el diseño de la base de datos y como se

interactúa con ella.

• Capítulo 3. Servicios web. En este capitulo se explican los servicios web que conectan la aplicación

con la base de datos.

• Capítulo 4. Aplicación Android. En este capitulo se explica el diseño y funcionamiento de la

aplicación android.

• Capítulo 5. Conclusiones y trabajo futuro.










Capítulo 1

RED DE SENSORES



El sistema de vigilancia en su capa de transporte está formado por una red de sensores inalámbrica
(WSN) que empleen 6LoWPAN y RPL, se mide la humedad, la temperatura, la luz en el aire y el contenido
volumétrico de agua en el suelo (VWC). El WSN envía los datos recogidos a un dispositivo incorporado que
almacena los datos en una base de datos y, a través de la plataforma web y la aplicación de Android, permite
ver en forma gráfica y en tiempo real los valores obtenidos en las plantaciones.

6LoWPAN es un acrónimo de IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks. 6LoWPAN

es el nombre de un grupo de trabajo en el área de Internet del IETF.

El concepto 6LoWPAN su origen en la idea de que "el Protocolo de Internet puede y debe ser
aplicada incluso a los más pequeños dispositivos", y que los dispositivos de baja potencia con capacidades de
procesamiento limitadas deben ser capaces de participar en ‘el Internet de las Cosas’(Internet of Things).



URL de interés
Si desea saber más sobre ‘el internet de las Cosas’ puede visitar:
http://es.wikipedia.org/wiki/Internet_de_las_Cosas



Se han utilizado Tmote Sky y motas compatibles "TelosB".


URL de interés
Puede ver la información técnica de las motas en:
http://www.eecs.harvard.edu/~konrad/projects/shimmer/references/tmote-sky-datasheet.pdf
http://www.advanticsys.com/wiki/index.php?title=CM5000-SMA



Los sensores son responsables de recoger los valores de las variables ambientales en el aire y en el
suelo dentro del área que ocupa la zona de cultivo y lo transportan a la mota sumidero. Se utiliza sensores
integrados en las motas y los sensores del suelo externos conectados a las motas.

Tal como se representa en la siguiente figura, el sistema está compuesto por tres elementos: a) los
sensores que leen la información ambiental, b) la WSN que el transporte de los datos y c) el servidor que
recibe, almacena y muestra los datos.



Routing (TinyRPL)

Como la WSN es una red que podría trabajar con enlaces multi-hop, se utiliza el protocolo RPL
(protocolo IPV6 de enrutamiento para redes de baja potencia y con pérdidas), que en las implementaciones
de TinyOS se llama TinyRPL.

URL de interés
Puede ver más información sobre TinyRPL en:
http://docs.tinyos.net/tinywiki/index.php/TinyRPL



16




Capítulo 2

BASE DE DATOS

Para almacenar los datos recogidos por las motas y la configuración tanto de alertas como de

usuarios, disponemos de una base de datos con este diseño:



La tabla data almacena los datos que se obtienen de las motas.
La tabla nodes almacena la información de cada mota, su alias, disponibilidad y posición en el

La tabla user almacena las credenciales de los usuarios para acceder desde la aplicación android.
La tabla email_report almacena la dirección email donde se deben enviar las alertas.

mapa.



La tabla alerts almacena las alertas registradas por los nodos.
La tabla alert_types no se utiliza pero he decidido dejarla puesto que la mencionaré como una

posible mejora del sistema en el capitulo 6.

El resto de tablas almacenan la configuración de las alertas para los diferentes sensores de los nodos.
El script para inicializar la base de datos se encuentra en el archivo DB.sql incluido en el paquete de

código fuente.



18




Capítulo 3

SERVICIOS WEB

El servidor envía la información de las motas a la aplicación a través de servicios web. Estos
servicios web están escritos en PHP y comunican con la base de datos para obtener la información de las
motas.

El código de los servicios web se puede encontrar en la carpeta services del archivo adjunto que
contiene el código fuente. El código se ha desarrollado siguiendo el patrón MVC (Model View Controller)
considerando la vista como una representación en formato JSON de los datos solicitados por la aplicación.



URL de interés
Puede ver más información sobre el Modelo Vista Controlador en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_Vista_Controlador



En la raíz de la carpeta services se pueden encontrar los controladores:

• alerts.php: Controlador de alertas, incluye funciones para obtener alertas, marcarlas como

arregladas y obtener y modificar la configuración de alertas para las motas.


• authorize.php