Redes De Sensores Sem Fio

Integrantes:Cássio Holanda GonçalvesGustavo Acatauassú XavierMatheus Sales

ÍndiceIntroduçãoArquiteturaProtocolosSegurançaAplicaçõesDesafiosPerguntas e respostas

Introdução

-O que é uma Rede de Sensores Sem Fio

-Características-Composição

Arquitetura

Uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) é uma coleção de nós sensores, dispostos de forma ad hoc, com comunicação sem fio.

- A posição dos nós sensores não precisa ser predeterminada

- Os algoritmos precisam possuir capacidade de auto-organização

- Difere de uma rede ad hoc:o em número;o densidade;o falha;o mudança na topologia;o paradigma de comunicação;o energia, capacidade

computacional, memória;o sem identificação global.

Um nó sensor:Um nó sensor possui,

genericamente, recursos de sensoriamento, processamento, comunicação, armazenamento de dados e fonte de energia.

- exigência de baixo consumo de energia

- Cada nó deve:o sensoriar o ambiente;o processar informações;o realizar tarefas relacionadas a

tráfego de dados pela rede numa comunicação de múltiplos saltos.

Topologias:

- Homogenea - Heterogenea

- Os protocolos de RSSF focam em preservação de energia

- Conceitos por trás de alguns algoritmos de contrução de topologias:

o MSTo RNGo GGo DT

Roteamento:

- Envio de rodas de “Hello”

- Contrução da tabela de vizinhança - Encaminhamento geográfico

- Saltos múltiplos

Fusão de dados:

- Devido às condições do ambiente

- Adição de nós redundantes

- Colisões e transmissão de dado redundante

- Redundâncias de dados melhorar a qualidade da informação coletada

- Excesso de informação é maléfico

- utilizada para alcançar os objetivos da aplicação

- agregam os dados fornecidos gerando informações que descrevem melhor um evento

Protocolo

Formacao e controle de aplicacoes de uma rede

-Metodos de acesso ao meio-Padroes-Projetos

Metodos de Acesso ao meio

-CDMA(Code Dividion Multiple Access)

-CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

-.TDMA (Time Division Multiple Access)

Fluxograma do CSMA/CA - Figura 4

Divisão TDMA 

Padroes

- Wi-Fi (802.11)- IEEE 802.15.4- IEEE 802.15.1

Wi-Fi (802.11)

CSMA/CA com ou sem RTS/CTS802.11b: 2,4GHz 11Mbps802.11g: 2,4GHz 54 Mbps OFDM802.11a: 5GHz 54 Mbps OFDM802.11n: 2,4 ou 5 GHz at[e 600

Mbps MIMO e OFDM

IEEE 802.15.4

Tecnologia CSMA/CA com GTS2,4Ghz

IEEE 802.15.1

CDMA2,4 GHz

Projetos

- Bluetooth-ZigBee

Bluetooth

Utiliza como meio de acesso o padrão IEEE 802.15.1

 ZigBeeUtiliza o 802.15.4 como camada

802.15.4 de acesso ao meio

ZigBee x Bluetooth

Segurança1.A maximização da segurança x

escassez de recursos2.Topologia de RSSF vulnerável a

ataques ao enlace3.Características da comunicação

sem fio

Aplicações

Vastamente aplicáveis

Tudo que necessita monitoramento

Industria

- Monitoramento de Processos Químicos e Físicos

- Controle Logístico da Produção

- Automação Industrial

Militar

- Campos Minados- Posicionamento de Tropas- Detecção de ataques químicos ou

biológicos

Medicina

- Monitoramento funções biológicas

- Micro Sensores

- Diagnóstico em tempo real

- Check up não será mais necessário

Engenharia Civil

- Monitoramento de estruturas

- Levantamento de danos por furacões e terremotos

Engenharia Ambiental

- Monitoramento de Ecossistemas

- Locais de difícil acesso

- Agricultura

- Controle de poluição

RSSFs domiciliares

- Monitoramento de funções domésticas

- Sistema de Segurança

- Ar condicionado

- Radio e Televisão

Trânsito

- Monitoramento de vagas livres

- Multas

- Utilizado em San Francisco

Radiação

- Monitoramento do nível de radiação

- Alerta no caso de vazamento

Desafios

Autonomia EnergéticaConfiabilidadeProcessamentoCustoComercialização

Autonomia Energética

-Energia Solar: Incidência constante de Sol

- Nós energeticamente mais eficiente

Confiabilidade

- Protocolo

- Redundância

- códigos corretores de erro

Custo

- Maior quantidade de sensores

- Cobertura mais uniforme

- Redundância

Desafios Comerciais

Introdução no mercadoProdutos comercialmente viáveis

Introdução no mercado

- Início dos anos 2000- Vida útil satisfatória - Capacidade de processamento

razoável - Dificuldade de consolidação- Pesquisa com clientes

Requisitos mais importantes segundo os clientes

- Confiabilidade:Mudança de protocoloRedundâncias- Compatibilidade:Padrão votado pelas empresas

líderes

Viabilidade Comercial

- Aplicável != Viável

- Escala- Mobilidade- Facilidade de Instalação

Perguntas 1- A fusão de dados e a comunicação de

saltos múltiplos favorecem o racionamento de energia numa rede de sensores sem fio? Porque?

2- Ao se tratar de RSSF, porque o método de acesso TDMA voltou a ser estudado?

3- Cite os desafios na instalação de uma RSSF com certo nível de segurança.

4- Qual o objetivo de se buscar novos algoritmos para construção de topologia de uma RSSF?

5- Cite os maiores impedimentos na implantação de RSSF.