Eric Couto Luz Silva

couto_luz@poli.ufrj.br

Carlos Eduardo Calvente Ribeiro

cadu86@poli.ufrj.br

Universidade Federal do Rio de Janeiro

O que é uma RSSF ?

WLAN composta por pequenos sensores de alcance de transmissão de dados limitado.

Para que usar ?– Ambientes perigosos– Ambientes de difícil acesso– Ambientes de interação direta com um indivíduo

1 - Introdução

Quais são as vantagens de se usar RSSF ?– Reaproveitamento de tecnologia;– Monitoramento de locais de difícil acesso;– Maior precisão às medidas coletadas;

Redes de sensores e o futuro.

1 - Introdução

Nomenclatura;Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características

Sensor: monitora o fenômeno. Composição:

– Detector de hardware;– Memória;– Bateria;– Processador;– Transceptor.

Observador: aquele que tem interesse em receber as informações que forem difundidas pela rede de sensores.

Fenômeno: aquele que é monitorado e analisado.

Nomenclatura

Nomenclatura; Endereçamento;Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características

Cada sensor pode ou não ser endereçado unicamente.

Exemplo: Sensores colocados no corpo humano devem ser endereçados unicamente caso seja desejado saber exatamente o local de onde o dado está sendo coletado.

Endereçamento

Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados;Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta a consultas.

2 - Características

Condensar dados coletados por diferentes nós, de modo a reduzir o número de mensagens enviadas pela rede antes do envio à estação base.

Agregação dos dados

Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores;Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características

Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores;Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características

Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia;Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características

Modelo de Energia: Bateria: armazena a energia do nó sensor. Transceptor: sistema de transmissão e recepção. Processador: unidade de processamento central do nó

sensor. Sensores: dispositivos de sensoriamento.

Limitação de Energia

Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização;Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características

Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas;Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características

Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.Resposta às consultas.

2 - Características

Uma consulta pode ser solicitada a um nó individual ou a um grupo de nós.

Resposta às consultas

Eficiência de Energia e Vida Útil;Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

3 - Métricas de desempenho

Um dos tópicos mais importantes no projeto de uma RSSF.

Podemos aumentar o tempo de vida útil de um nó aproveitando algum tipo de energia presente no ambiente.

Eficiência de Energia e Vida Útil

Mapa de energia: podemos determinar se existe alguma parte da rede que está na iminência de falha devido à falta de energia.

Eficiência de Energia e Vida Útil

Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão;Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

3 - Métricas de desempenho

Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas;Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

3 - Métricas de desempenho

A falha deverá ser tratada como um acontecimento normal, e não como uma exceção.

Replicação de Dados – requer energia.

Ex: Protocolos SPIN (Sensor Protocols for Information via Negotiation)

- Usam meta-dados para nomearem seus dados;

- Eliminam a transmissão de dados redundantes.

Tolerância a Falhas

Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade;Escalabilidade; Exposição dos sensores;

3 - Métricas de desempenho

Transmissão de dados redundantes e colisões: gasto de energia desnecessário.

Exige protocolos de roteamento, endereçamento e agregação de dados escaláveis.

Escalabilidade

Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;Exposição dos sensores;

3 - Métricas de desempenho

Infra-Estrutura;Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

4 - Arquitetura

Características dos sensores– tamanho de memória– precisão na detecção do fenômeno– alcance de transmissão– vida útil da bateria

Formas de usá-los– Quantidade de sensores– Localização dos sensores– Mobilidade dos sensores

Infra-Estrutura

Infra-Estrutura; Protocolo de Rede;Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

4 - Arquitetura

Permitir comunicação:sensor – sensor

sensor – observador

Otimizar - evitar colisão e congestionamento Sensores no meio de uma transmissão não

transmitem. Exceção: conter informação única. Desativar alguns sensores Agregação de dados

Protocolo de Rede

DADO

AplicaçãoDADO

DADO

Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação;Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

4 - Arquitetura

Interface fenômeno-observador Transformar dados em informação

Apresentar resultados ao observador

Aplicação

DADO

DADO

DADO AplicaçãoINFO

INFO

INFO

Observador

Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço;Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

4 - Arquitetura

– Precisão – Latência – Tolerância a falhas – Energia

Garantir a qualidade de serviço: alta precisão e tolerância à falhas com o mínimo de latência e uso de energia em cada sensor.

Qualidade de Serviço

Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação;Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede;

4 - Arquitetura

Comunicação de Infra-Estrutura - configurar, manter e otimizar a rede.

Comunicação de Aplicação: Cooperativa Não–Cooperativa

Modelos de Comunicação

DADO

DADO

DADO Aplicação

Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados;Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

4 - Arquitetura

– Modelo contínuo

– Modelo orientado a eventos

– Modelo iniciado pelo observador

Modelos de Envio de Dados

Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.Modelos de Rede.

4 - Arquitetura

Redes de Sensores Estáticas

Redes de Sensores Dinâmicas ReativaPró-ativa

Modelos de Rede

Confidencialidade dos dados;Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados; Integridade dos dados; Atualidade dos dados.

5 – Segurança

Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados;Autenticação dos dados; Integridade dos dados; Atualidade dos dados.

5 – Segurança

Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados; Integridade dos dados;Integridade dos dados; Atualidade dos dados.

5 – Segurança

Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados; Integridade dos dados; Atualidade dos dados.Atualidade dos dados.

5 – Segurança

Biomedicina; Supervisão de Desastres Aéreos; Detector de Poluição; Sistema de Transporte Inteligente; Monitoramento de Animais; Monitoramento de Desastres Ambientais; Controle; Militar; Agricultura de Precisão; Aplicações domésticas.

6 – Aplicações e Projetos

RSSF possuem um potencial muito grande;

As RSSFs trazem novos conceitos e problemas, apresentando uma série de novas oportunidades de pesquisa.

A evolução das RSSFs é fundamental para o desenvolvimento e a consolidação da computação ubíqua.

7 – Considerações Finais

Qual o principal objetivo das redes de sensores sem fio?

As redes de sensores possuem limitações que exigem a criação de novos protocolos de comunicação. Cite algumas.

O que é um mapa de energia? Como ele pode ser útil?

Quais são os requisitos de uma rede de sensores sem fio bem projetada?

Cite quatro aplicações de redes de sensores sem fio.

8 – Perguntas