IMPLEMENTACIÓN DE TELECOMUNICACIONES ROBUSTAS Y ENERGÉTICAMENTE EFICIENTES PARA LA ALERTA TEMPRANA DE TSUNAMIS

Abstract

Se presenta mejoras al sistema de transmisión de datos para alerta temprana de tsunamisinstalada en las costas chilenas. El sistema original desarrollado por la empresa Savtec, mide elnivel del mar y transmite los datos simultáneamente por GPRS y por satélite, ambos en modosimplex. Se detecta deficiencias graves que deben ser abordadas por este proyecto: (i) el sistemase reporta cada 5 minutos, lo que se estima en tiempo excesivo, (ii) en caso de recepción fallida,no existe un mecanismo de solicitar retransmisiones, (iii) los datos no se almacenan localmente enlos recolectores de datos, para reenvío de la información en caso de que la transmisión no esrecepcionada, (iv) la transmisión simultánea por GPRS y vía satelital no asegura la entrega de losdatos con la confiabilidad deseada y (v) se traduce en un derroche de recursos energéticos yeconómicos. Todos estos aspectos deberían ser solucionados por este proyecto.En consecuencia, los objetivos a desarrollar en este proyecto son (i) reducir los tiempos dereporte de los nodos sensores a 60 segundos, (ii) mejorar la confiabilidad de los mecanismos detransmisión de los datos mediante técnicas de acuse de recibo como los que implementa TCP, (iii)almacenar localmente la información durante periodos de incomunicación, para su posteriorretransmisión (iv) reducir costos de transmisión utilizando solo GPRS y como respaldo lacomunicación vía satélite (v) optimizar el uso de energía.Dado que el hardware del sistema no requiere ser intervenido, el proyecto consistió enmodificar partes del código de software para lograr las mejoras descritas en el párrafo anterior,eso es, transmitir sin pérdida la información de los sensores al servidor usando para ello elprotocolo TCP, a un costo menor que en la solución previa, ya que se recurre a establecer el enlacesatelital sólo si la transmisión GPRS falla. En caso de fallo de comunicación de ambas rutas, elsistema almacena los datos y luego los envía en su totalidad cuando se recupera la comunicaciónde al menos una ruta.

Improvements associated to the transmission of early warning messages of the monitoringsystem for tsunamis deployed in the Chilean coasts are presented. The original system developedby the company Savtec, measures the sea level and transmits the collected data in simplex modesimultaneously using GPRS and Iridium satellite systems. Serious deficiencies of the actual systemwill be addressed by this project: (i) the system reports every 5 minutes, which is consideredexcessive time intervals, (ii) in case of failed reception, there is no mechanism to requestretransmissions, (iii) the data is not locally stored for retransmission in case data delivery is notachieved (Iv) simultaneous GPRS and satellite transmission does not ensure the delivery of thedata with the desired reliability and (v) translates into a waste of energy resources.Consequently, the objectives to be developed in this project are (i) to reduce the reportingtimes of the sensor nodes to once every 60 seconds, (ii) to improve the reliability of the datatransmission mechanisms by means of acknowledgment techniques such as those used in TCP, (iii)to locally store information during communication failure periods, for later retransmission, (iv) toreduce transmission costs using GPRS in default mode alone and use satellite communication as abackup channel only, (v) thus optimizing energy usage.Since the hardware of the system is not being modified by this implementation, theproject consists mainly in modifying existing code in order to achieve the improvements outlinedin the previous paragraph: relay the information from the sensors to the server, without loss, at alower cost than the previous solution since only if the GPRS transmission fails, a satellitecommunication link is established. In case of communication failure of both routes, the systemstores the data and then sends them in full when the communication of at least one link isrecovered.