Las redes de sensores inalámbricos están destinadas a revolucionar nuestra manera de vivir, trabajar y relacionarnos con el entorno. Aunque este tipo de redes ha estado en el foco de la investigación científica durante la última década, su rendimiento en implementaciones prácticas está todavía muy por detrás de los resultados teóricos. Esto es en gran parte debido a los problemas prácticos que aparecen en entornos reales. Como resultado, su uso está generalmente limitado a aplicaciones simples de monitorización del entorno. El objetivo de esta tesis es reducir el margen entre el potencial teórico y real de las redes de sensores inalámbricos y de esta manera incrementar su integración dentro de la sociedad. En concreto, la tesis se centra en los siguientes cuatro obstáculos: alta densidad de nodos, movilidad de nodos, tráfico heterogéneo e integración en el internet de las cosas. Primero, el objetivo es el de reducir las interferencias en despliegues de alta densidad de nodos. Para ello se propone un esquema práctico para realizar el enrutado, el control de potencia y la selección de canal, basado en el protocolo RPL (Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks). Esta solución permite reducir las colisiones entre paquetes y además mejorar el consumo energético de este tipo de redes. Segundo, se pretende mejorar la baja fiabilidad y robustez de las redes de sensores inalámbricos con nodos móviles. Con este objetivo se presenta un método que combina RPL con un sistema de enrutado que considera la posición de los nodos basado en el filtro de Kalman. Éste combina la eficiencia y fiabilidad de RPL permitiendo además manejar nodos móviles. Tercero, se estudian maneras de proporcionar la calidad de servicio necesaria a las redes de sensores con tráfico heterogéneo. Para ello se propone una estrategia multi árbol basada en la construcción de múltiples instancias RPL. Ésta construye diferentes topologías virtuales para cada función objetivo, y de esta manera es posible atender los requisitos de cada flujo de tráfico de manera independiente. Finalmente, se estudia la manera de integrar las redes de sensores inalámbricos dentro de la nube y el internet de las cosas. Con este objetivo se propone una formulación para coordinar la utilización de los recursos de la red de manera conjunta usando estrategias de virtualización y computación móvil en la nube. Esto permite reducir el consumo energético de la red, teniendo en cuenta las capacidades y limitaciones de cada nodo, satisfaciendo tanto los requisitos de los diferentes servicios como los de los usuarios.
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