Evaluación del desempeño de la tecnología WiFi para el control en tiempo real de un brazo robótico

Abstract

La tele operación en los últimos años ha tenido un gran avance tecnológico y el desarrollo de estos prototipos controlados remotamente permiten realizar trabajos donde la mano humana tenga inconvenientes, la limitante de estos sistemas es el retardo en la transmisión de datos y procesamiento de la señal, en este contexto el presente trabajo de titulación se basa en evaluar el desempeño de la tecnología WiFi en concordancia con el estándar IEEE 802.11n para el control en tiempo real de un brazo robótico, este prototipo es controlado por flex sensor que van ubicados en el brazo humano como adquisición de datos, estos datos son procesados por una tarjeta controladora ESP32 que envía a otra tarjeta ESP32 por medio de la señal WiFi a través de un servidor MQTT, la cual permite el control del brazo robótico con 4 grados de libertad, se implementa una cámara de video que genera la imagen de dicho proceso a un computador por medio de la plataforma de Node-red. La evaluación del desempeño de la tecnología WiFi se llevó a cabo el análisis de las métricas de desempeño asociadas a la calidad de servicio como el retardo y Jitter. Después de las pruebas realizadas con los proveedores Celerity y CNT se tiene que el retardo medio en un sistema en ausencia de dispositivos en su red es 83,38 ms y 111.56 ms, con un error estándar del retardo de 8,77 ms y 21,05 ms, y un Jitter de 10,37 ms y 22,96 ms respectivamente. En presencia de 10 dispositivos en su red se tiene un retardo medio de 142,2 ms y 231,48 ms, un error estándar del retardo de 40,52 ms y 95,25 ms, y un Jitter es de 45,59 ms y 107,14 ms, se corrobora que en presencia de mayor tráfico de datos el retardo y Jitter incrementan. Finalmente, en las pruebas de distancia en ausencia de dispositivos se demuestra que el retardo aumenta directamente proporcional a la distancia, mientras que el Jitter aumenta en una proporción mínima, así se tiene que en 20 y 100 m el retardo medio 85 ms y 503 ms con un Jitter de 9,76 ms y 10,51 ms respectivamente.