Les aplicacions per a xarxes de sensors sense fils, o wireless sensor networks (WSN), han mostrat un creixement significatiu en els últims anys. Actualment constitueixen una alternativa tecnològica interessant per al desenvolupament d’aplicacions que requereixen monitorar constantment l’estat de qualsevol variable relacionada amb escenaris de diversos àmbits. Si les aplicacions detecten canvis en els valors d’aquestes variables, poden activar l’execució d’accions preventives que ajuden a restaurar les condicions normals de l’entorn monitorat.
Alguns exemples d’aplicacions que es poden beneficiar de les WSN són les aplicacions per a la detecció d’esdeveniments, entre les quals s’inclou la detecció d’incendis forestals. Aquest tipus d’aplicacions ha rebut molta atenció recentment, ja que cada any es presenten incendis forestals que destrueixen una gran quantitat de flora i de fauna, i provoquen grans pèrdues econòmiques i humanes. Una altra àrea de gran interès és la utilització de xarxes de sensors en la detecció de propagació de gasos. Aquestes aplicacions tenen la finalitat d’evitar tragèdies, sobretot en el cas de la propagació de gasos perillosos. D’altra banda, les xarxes de sensors també han sigut utilitzades en la detecció i el seguiment d’objectius i intrusos. Amb aquestes aplicacions és possible vigilar àrees restringides, siga pel servei que proporcionen o pels objectes de valor que puguen contenir. Com es pot observar, aquests tipus d’esdeveniments tenen la característica de ser esdeveniments crítics on el temps de resposta del sistema té una gran importància. 
Per a implementar eficientment aplicacions que utilitzen xarxes de sensors sense fils en la detecció d’esdeveniments de propagació de foc i gas, com també per a detectar i realitzar el seguiment d’intrusos, és convenient utilitzar mecanismes que permeten detectar els esdeveniments crítics de forma correcta i immediata, de tal manera que s’informe i s’actue en temps real per a dur a terme les accions necessàries. En aquesta tesi doctoral es proposa una arquitectura per a xarxes de sensors que permeta detectar en temps real la presència d’esdeveniments que alteren l’estat normal del medi ambient monitorat, per a tot seguit poder actuar convenientment. En l’arquitectura proposada s’utilitza la tecnologia IEEE 802.15.4, i es proposen dos nous protocols d’encaminament que optimitzen l’enviament de la informació a través de les estacions de la xarxa. Es proposen també algorismes d’agregació de les dades que permeten reconstruir els esdeveniments monitorats.
El primer protocol proposat s’anomena drain announcement based routing (DABR), i utilitza un algorisme de descobriment de rutes en el qual el drenatge o l’embornal de dades anuncia la ubicació que té a tots els nodes que formen la WSN. Amb aquest protocol d’encaminament es pretén reduir la sobrecàrrega d’encaminament per al descobriment de rutes pels nodes sensors que requereixen enviar informació al drenatge. L’algorisme proposat permet, a més, reduir el retard extrem-a-extrem en mantenir poc de trànsit d’encaminament en els canals de comunicació. Aquest protocol està orientat a escenaris en els quals els nodes sensors i el node de drenatge són fixos, i estan distribuïts en una topologia tipus malla.
El segon protocol d’encaminament proposat en aquest treball és l’anomenat mobile-sink routing for large grids (MRLG), el qual té com a principal objectiu reduir el trànsit de control d’encaminament en escenaris on el drenatge és mòbil. Els nodes de la xarxa s’han d’actualitzar la ruta cap al drenatge amb la restricció que l’actualització afecta únicament la taula de rutes dels nodes propers al drenatge i que hagen sigut afectats pel seu canvi de posició. Així s’evita la necessitat de modificar la taula de rutes dels nodes llunyans.
En aquest treball també es proposen algorismes d’agregació de dades que permeten determinar el perímetre afectat en el cas d’esdeveniments de gas i foc, i també la posició d’un intrús d’una forma dinàmica i en temps real. Aquests algorismes identifiquen les zones en risc, i executen les accions necessàries per a garantir la seguretat de l’àrea que es vol protegir.
Finalment, com a part de les eines desenvolupades i implementades per a cobrir tots els aspectes del procés de modelatge, s’ha desenvolupat una plataforma que permet generar i avaluar esdeveniments de propagació interna i externa de gas i foc i també patrons de mobilitat d’intrusos.
Com a eina metodològica, s’hi ha utilitzat el simulador ns-2, el qual ha permès avaluar els protocols proposats sota l’estàndard IEEE 802.15.4, tot analitzant l’impacte que diferents paràmetres de disseny tenen sobre les prestacions d’aquests.