Análisis de mecanismos de tolerancia a fallas mediante agrupamiento en WSN dentro de aplicaciones IoT

Analysis of fault tolerance mechanisms by clustering in WSNs within IoT applications

Resumen

Resumen. Las redes de sensores inalámbricos se han consolidado como una de las tecnologías más relevantes dentro del IoT para aplicaciones como agricultura de precisión y la automatización en la industria 4.0, gracias a su capacidad para monitorear entornos físicos en tiempo real mediante nodos de sensores distribuidos espacialmente en dichos entornos. Sin embargo, su funcionamiento enfrenta limitaciones importantes debido a la escasez de energía, la inestabilidad de los enlaces y la posibilidad de fallas en los nodos, lo que afecta directamente la integridad y disponibilidad de los datos. En este contexto, los mecanismos de tolerancia a fallas permiten mantener la operación de la red incluso ante la presencia de errores o fallas parciales. Este trabajo presenta un análisis general sobre los fundamentos, tipos de fallas, estrategias preventivas y curativas, así como los principales protocolos de agrupamiento utilizados para garantizar la eficiencia energética y la resiliencia en WSN.

Palabras clave: redes de sensores inalámbricas / tolerancia a fallas / eficiencia energética / agrupamiento / IoT.

Abstract. Wireless sensor networks have established themselves as one of the most significant technologies within the IoT in applications such as precision agriculture and Industry 4.0, thanks to their ability to monitor physical environments in real time through spatially distributed sensor nodes. However, its operation faces significant limitations due to power shortages, link instability, and the possibility of node failures, which directly affect data integrity and availability. In this context, fault tolerance mechanisms allow network operation to be maintained even in the presence of errors or partial failures. This paper presents a general analysis of the fundamentals, types of failures, preventive and curative strategies, as well as the main clustering protocols used to ensure energy efficiency and resilience in WSN.

Keywords: wireless sensor networks / fault tolerance / energy efficiency / clustering / IoT.