Diseño de una WMN de emergencia para la seguridad pública en el cercado de la ciudad de Arequipa

Abstract

El presente trabajo propone un diseño de una WMN (Wireless Mesh Netwoks) de emergencia para la seguridad pública, una red mallada robusta y de fácil despliegue, aplicada a las comunicaciones entre los organismos gubernamentales (hospitales, Policía Nacional del Perú, Cuerpo de Bomberos Voluntarios y Municipio) en el centro de la ciudad de Arequipa. Se definen los parámetros y requisitos de una WMN en una zona urbana, los servicios que serán soportados dentro de la red de emergencia para calcular la capacidad de tráfico total en caso de uso máximo de los recursos, así como de una topología desde el alcance, cantidad de estaciones base y usuarios, dispositivos específicos de red y características del terreno. El diseño expone una topología cuyo direccionamiento se basa en el protocolo AODV (Ad Hoc On-Demand Vector Routing) que no genera sobrecarga, ya que es del tipo Reactivo, lo que resulta muy conveniente en caso de emergencias y desastres. La WMN se limita a 60 usuarios, entre fijos y móviles, los usuarios fijos se encuentran dentro de los organismos gubernamentales donde se instalarán las estaciones base, las cuales son de diferentes tipos dentro de la topología (estación pasarela, repetidora y terminal) encargadas de la creación de rutas y los usuarios móviles, los cuales acceden a la WMN a través de las denominadas estaciones faro. Las estaciones base se unen por antenas direccionales de alta ganancia y haz muy Fino, lo cual nos permite enlazar estaciones de hasta 2 kilómetros de distancia entre ellas. Una estación base puede unirse a una o más estaciones. Cuando se une a una se denomina estación terminal y a más se denomina estación repetidora. También denominamos estación pasarela a aquella que posee la conexión de Internet del proveedor. Las estaciones faro están conformadas por 4 antenas sectoriales que emulan una antena omnidireccional que irradiará una cobertura de radio de 2 kilómetros para el acceso de usuarios móviles a la WMN. Dichas estaciones trabajan de manera convergente para el acceso y prestación de los servicios a los usuarios dentro de la red de emergencia. También, parte del desarrollo de la propuesta es el diseño de un sistema de alarmas eléctricas, que mide los estados de corriente y voltaje de los dispositivos de red de cada estación; donde envía un email de mensaje de alerta específico en caso de aumentos y diminuciones de voltaje y corriente de los equipos, así como el estado de las baterías en caso de apagones. Se utiliza el Radiomobile, software que evalúa radioenlaces, donde la finalidad es evaluar la topología haciendo uso de los parámetros de frecuencia, terreno, propiedades de las antenas, etc., con el propósito de descartar los enlaces direccionales no viables entre las estaciones, seleccionando así aquellos que sean factibles para la propuesta. Se utiliza el NS2 (Network Simulator 2) para rediseñar una topología desde los enlaces factibles tomados de la simulación con Radiomobile, para evaluar el cumplimiento de los requerimientos del servicio prestado en la WMN, como el correcto funcionamiento del protocolo AODV dentro de la topología en casos que haya o no haya interferencias, y en caso de desastre donde los resultados de las simulaciones serán extraídos por filtros AWK. El sistema de alarmas eléctricas se realiza con un microcontrolador basado en el PIC197J60, se crea un código fuente (C++), una interfaz gráfica web HTML y un diseño PCB. Se elabora una prueba del sistema desde la depuración del código dentro de un módulo Microchip PIC197J60 emulando una alarma a través de una disminución de voltaje para el envío de un e-mail de alerta especifico a las cuentas de los usuarios autorizados.