Alcance de Comunicação

Neste cenário é observado o comportamento da RSSF M2

com relação à variação do alcance de comunicação, e conseqüentemente, do alcance das mensagens disseminadas pelos nós sensores do perfil MicaZ/PIR. Foram considerados raios de transmissão iguais a 10, 20, 25 e 40 metros. Nas simulações o alvo se desloca pelo ambiente com uma velocidade de 2,5 m/s e o intervalo de sensoriamento dos sensores visuais foi ajustado para 5 segundos.

É esperado que, à medida que o raio de comunicação dos nós sensores MicaZ/PIR aumente, o consumo energético médio dos sensores da rede tenda a aumentar também. A Figura 5.5 mostra o consumo médio dos nós sensores da rede e também o consumo médio registrado em suas várias camadas. O aumento observado não é linear, quanto maior o alcance, mais nós sensores MicaZ/CMUcam2 são despertados pelas mensagens wake up disseminadas. Estes nós sensores visuais extras representam um incremento no consumo energético da segunda camada (nós sensores do perfil MicaZ/CMUcam2) de aproximadamente 150% quando o raio de transmissão é alterado de 25 para 40 metros. Para efeitos de comparação, foi verificado um aumento de 78% no consumo energético amortizado1

entre os elementos da RSSF M2

e um aumento de apenas 7% na camada de nós sensores do perfil Stargate/Webcam (terceira camada).

Os gastos energéticos de toda a RSSF M2

e de cada uma de suas camadas no serviço de comunicação (transmissão e recepção de mensagens) relativos às variações no alcance do rádio dos nós sensores MicaZ/PIR são ilustrados na Figura 5.6. O gráfico da Figura 5.6(a) mostra que, com exceção dos nós sensores da primeira camada, houve redução no consumo energético

1

No contexto deste trabalho, os resultados relacionados a toda RSSF M2 _{são referentes a um valor amor-}

5. Avaliação de Desempenho 58

Figura 5.5: Consumo energético (amortizado e por camadas) frente às variações no alcance de transmissão dos nós sensores do perfil MicaZ/PIR.

com a transmissão de mensagens (queda de 14% no desempenho amoritzado, 3% na segunda camada e 15% na terceira camada). Esta redução deve ser interpretada como uma perda de eficiência por parte dos nós sensores visuais que, após o boot up da RSSF M2

, disseminam mensagens apenas quando percebem a presença de um alvo sob seus FoVs. O aumento de 58% observado na primeira camada é devido ao aumento na potência de transmissão dos nós sensores. A atividade de recepção de mensagens por outro lado, registrou aumento de consumo em todas camadas com reflexos no desempenho geral da RSSF M2

já que, as mensagens wake up disseminadas pelos elementos da primeira camada alcançaram uma quantidade maior de sensores da RSSF M2

à medida que a potência de seus rádios foi aumentada (ver Figura 5.6(b)). Os nós sensores MicaZ/PIR e MicaZ/CMUcam2 experimentaram aumentos de 22%, enquanto para os nós sensores do perfil Stargate/Webcam o aumento foi de 23% o que era esperado pois, estes elementos apresentam consumo energético superior aos nós sensores da plataforma MicaZ como listado na Tabela 5.1. Para RSSF M2

como um todo, o aumento observado foi de aproximadamente 23%.

O grande responsável pelo elevado consumo de recursos energéticos observado na RSSF M2

em termos absolutos foi o serviço de sensoriamento (ver Figura 5.7(a)). Com a alteração do alcance do comunicação dos nós sensores MicaZ/PIR de 10 para 40 metros, uma quanti- dade maior de elementos da rede participa da monitoração do ambiente resultando em um consumo médio extra de 160 joules por nó sensor da RSSF M2

. O aumento do gasto energé- tico do serviço de sensoriamento nos nós sensores da segunda camada (MicaZ/CMUcam2) é ainda mais significativo, passando de 65 a 290 joules. O serviço de processamento acompa- nhou a tendência de alta e, novamente, os nós da segunda camada apresentaram o aumento mais representativo, igual 340%. No consumo de recursos energéticos amoritzado entre os nós sensores da RSSF M2

foi observado um aumento médio no consumo energético do serviço de processamento de 77% uma vez que, a quantidade de dados coletados aumenta proporcional- mente à quantidade de sensores visuais ativos.

5. Avaliação de Desempenho 59

(a) Consumo Transmissão (b) Consumo Recepção

Figura 5.6: Consumo energético dos serviços de a) transmissão e b) recepção de mensagens frente às variações no alcance de transmissão dos nós sensores do perfil MicaZ/PIR.

(a) Consumo Sensoriamento (b) Consumo Processamento

Figura 5.7: Consumo energético dos serviços de a) sensoriamento e b) processamento de dados coletados frente às variações no alcance de transmissão dos nós sensores do perfil MicaZ/PIR.

RSSF M2

se comporta com o aumento do alcance de comunicação dos nós sensores MicaZ/PIR. A ativação de mais nós sensores leva a uma queda no rendimento dos sensores visuais uma vez que, nem todos os nós sensores estão próximos ao evento de detecção de intrusos e não irão detectar e observar o deslocamento de alvos pela área de monitoração. Assim, a ativação destes elementos significa desperdício de recursos energéticos. Com relação ao desempenho amortizado entre os elementos da RSSF M2_{, a queda observada foi de 40% em relação ao}

melhor uso dos sensores (raio de transmissão ajustado para 10 metros). Entre os nós sensores MicaZ/CMUcam2, a queda foi de aproximadamente 78% e entre os sensores Stargate/Webcam igual a 16%.

Por meio da análise conjunta dos gráficos de consumo energético e uso efetivo de sensores visuais apresentados nas Figuras 5.5, 5.7 e 5.8 é possível afirmar que o alcance de comunicação dos nós sensores MicaZ/PIR deve ser ajustado para distâncias entre 10 e 20 metros. Nos grá-

5. Avaliação de Desempenho 60

Figura 5.8: Uso efetivo dos sensores visuais da RSSF M2

(amortizado e por camadas) frente às variações no alcance de transmissão dos nós sensores do perfil MicaZ/PIR.

ficos, o alcance de 20 metros se apresenta como o ponto de corte com relação à qualidade do serviço prestado pela RSSF M2

, especialmente para os elementos do perfil Stargate/Webcam. A alteração do alcance de comunicação de 10 para 20 metros torna a RSSF M2

mais vigilante com mais nós sensores visuais ativos, sem apresentar um redução significativa no uso efetivo dos sensores visuais. A partir deste ponto, um alcance de comunicação maior é inútil para o objetivo de melhorar a vigilância da rede. O consumo adicionado à rede não se traduz em sen- soriamento de melhor qualidade, como pôde ser observado pela queda na taxa de uso efetivo dos sensores visuais. A alteração de 20 para 25 metros é significativa neste aspecto, represen- tando uma ruptura na relação entre a quantidade de sensores visuais ativos e a qualidade do serviço prestado.

Os resultados obtidos nos experimentos comprovam quantitativamente a mudança no pa- drão de consumo energético das RSSFs Visuais e das RSSFs M2

que empregam sensores visuais, conforme observado no final da Seção 2.2.2. Isto é, o consumo energético com ser- viços de sensoriamento e processamento não devem ser negligenciados para aplicações destas modalidade de RSSFs.