Diseño y caracterización de un sistema autónomo constituido por nodos wifi en áreas rurales alimentado con módulos fotovoltaicos

Abstract

El desarrollo de este trabajo permite obtener los criterios para diseñar y construir prototipos Wi-Fi autónomos alimentados con sistemas fotovoltaicos y se desarrolla una metodología para caracterizar su desempeño en radio enlaces punto a punto de largo alcance en zonas rurales. En la primera fase de este trabajo de investigación se elabora el estado del arte del estándar IEEE802.11 como una solución para ofrecer conectividad en zonas rurales incluidas las diferentes modificaciones de la capa de control de acceso al medio y la capa física para optimizar el desempeño de esta tecnología al desplegar redes de largo alcance. Para la segunda fase se define el diseño del prototipo Wi-Fi autónomo. Para el módulo de comunicación se definen las especificaciones hardware y software que permitan integrar los componentes de cada nodo Wi-Fi considerando aspectos como la PIRE, bajo consumo de potencia, costo y operabilidad en campo abierto. El diseño del módulo de alimentación se desarrolla en dos etapas la primera se centra en la medición de las variables (tensión y corriente) en el panel solar, baterías y la carga para realizar un balance de energía del sistema fotovoltaico. En la segunda etapa se modela y dimensiona el sistema de alimentación fotovoltaico para alimentar el nodo de comunicación Wi-Fi. En la tercera fase se especifica el desempeño de la capa física y MAC del IEEE802.11 a partir de modelos teóricos y se describe de forma analítica el comportamiento de las métricas de red en función de la distancia. Para la última fase se diseña e implementa una metodología de pruebas en laboratorio y a campo abierto donde se evalúa el desempeño de las métricas de red sobre un enlace punto a punto IEEE802.11 de largo alcance. 1