SITRUS trata os dados enviados pela rede de forma semântica, utilizando ontologias, com o objetivo de proporcionar uma semântica formal e sem ambiguidade a esses dados. As ontologias servem para expressar conhecimento dos dados provenientes da rede, enriquecendo esses dados pela associação de seu significado e pela inferência de novos dados a partir de dados já existentes.
Além disso, SITRUS trabalha com mecanismos de reconfiguração paramétrica a partir dos dados processados semanticamente, economizando energia por tirar esse processamento da própria RSSF, deixando o processo de reconfiguração sem nenhum tipo de intervenção humana e baseado em semântica formal.
Para poder executar essa infraestrutura semântica para RSSF, a SITRUS é formada por duas partes distintas: Módulo de Processamento Semântico da Informação (SIP), e Middleware Ciente de Reconfiguração para Rede de Sensores Sem Fio (RAMSES). As duas partes alimentam uma base de dados semântica, gerando informações sobre o estado da rede e os nós sensores, dando suporte para o modelo de reconfiguração paramétrica, além de permitir consultas so- bre esses dados gerados, utilizando um modelo formal e padronizado de informações, sem a necessidade de fazer perguntas frequentes na própria RSSF.
3.2
Cenários de Uso
Esta seção apresenta alguns cenários onde é utilizada a SITRUS, para melhor esclarecer o funcionamento da infraestrutura semântica e facilitar o entendimento da proposta.
3.2.1
Monitoramento do Ambiente
O primeiro cenário diz respeito a uma aplicação de monitoramento de um ambiente que gera dados constantemente e os envia para uma estação base. Como podemos observar pela Figura 3.1, mais de uma RSSF pode estar funcionando ao mesmo tempo em um mesmo ambiente, gerando dados sobre esse ambiente monitorado. Além disso, essas redes podem trabalhar inclusive com sensoriamentos diferentes ou aplicações diferentes umas das outras.
O problema maior neste cenário é como utilizar os dados de todas as RSSFs, que estão sendo gerados sobre um mesmo ambiente, de forma que eles estejam acessíveis para consultas futuras, além de ter mecanismos que as façam se comunicar. Para viabilizar esse cenário, a única restrição para todos os nós sensores é que devem estar executando o RAMSES. Dessa forma, temos uma plataforma comum que esconde a heterogeneidade do sistema e proporciona um modelo de comunicação único para todos os nós sensores de uma mesma rede, mesmo que suas aplicações sejam diferentes ou trabalhem com sensoriamentos diferentes.
Este é um cenário típico para Redes de Sensores Sem Fio que fazem coleta e envio de dados sobre o monitoramento de ambientes. A diferença aqui está na utilização do RAMSES para comunicação dos nós sensores e também no fato de que todos os dados são transmitidos
Figura 3.1: Cenário de Uso de Monitoramento de Ambiente Usando a SITRUS
para o Módulo de Processamento Semântico da Informação (SIP), onde serão processados, categorizados e armazenados em uma base de dados semântica.
3.2.2
Consulta de dados
Com todos os dados já categorizados, tratados semanticamente e armazenados em uma base de dados semântica, o segundo cenário apresenta um modelo de consulta de dados utilizando-se da SITRUS, como podemos observar pela Figura 3.2.
Figura 3.2: Cenário de Uso de Consulta de Dados da RSSF Usando a SITRUS
Dentro dos diversos tipos de limitações das RSSFs, podemos citar o fraco desempenho em pesquisas de dados das RSSFs, ocorrendo com isso casos de falso positivo e falso negativo
3.2. CENÁRIOS DE USO 43 (EID; LISCANO; EL SADDIK,2006), devido à utilização exclusiva da sintaxe em sua execução. Técnicas de busca fazendo casamento de padrões em strings pode não ter resultados relevantes, porque alguns termos podem ter significados diferentes, e situações como essa comprometem os mecanismos de busca.
Outro problema em consultas sobre o sensoriamento dos nós das RSSFs é que em geral as consultas são realizadas diretamente sobre a RSSF, o que implica dizer que quanto mais consultas são feitas, mais energia é consumida, pois exige-se mais transmissões de dados e processamento.
Neste cenário, todas as consultas são realizadas exclusivamente na base de dados se- mântica, de forma que evita-se ambiguidades e sobrepõem as limitações sintáticas para troca de mensagens. Dessa forma, as consultas são realizadas de forma mais precisa e sem a necessidade de intervenção na RSSF, economizando assim energia, além de resolver os problemas sintáticos.
3.2.3
Reconfiguração dos Nós Sensores
Além de armazenar dados, o Módulo de Processamento Semântico da Informação (SIP) da SITRUS monitora o comportamento de cada nó sensor em sua determinada rede a partir dos dados enviados. Caso o SIP, através de suas consultas, identifique algum ponto crítico na rede, por exemplo, algum nó sensor enviando informações redundantes em um determinado período de tempo, o SIP envia para este nó sensor uma mensagem de reconfiguração. Assim, o RAMSES processa essa mensagem e modifica o comportamento do nó sensor, corrigindo o estado crítico atingido. Esse cenário pode ser visualizado na Figura 3.3.
Figura 3.3: Cenário de Uso de Reconfiguração de um Nó Sensor Usando a SITRUS
Esse cenário é o mais impactante no que diz respeito à redução do consumo de energia. Todo o processo de tomada de decisão sobre o comportamento de um determinado nó sensor é
realizado fora da RSSF, pelo Módulo de Processamento Semântico da Informação. Assim, o nó sensor fica responsável apenas por realizar as operações necessárias à execução de sua aplicação, deixando outras operações, inclusive a de transmissão e recepção de dados, de forma transparente para ele. Além disso, todas as mensagens de reconfiguração para alteração do comportamento visam a redução do consumo de energia.