Comparação entre Redes de Sensores Sem Fio x Redes de Sensores Sem Fio

Esta seção aborda de uma forma sucinta uma comparação entre as Redes de Sensores Sem Fio e Redes de Sensores Sem Fio Móveis. As características das redes são muito similares, porém as RSSFs são compostas por nós sensores estáticos, tipicamente com capacidades de energia e processamento restritas e, dependendo do ambiente onde são depositados, os nós se tornam descartáveis. Por exemplo, para nós sensores depositados em ambientes de difícil acesso, não há a possibilidade de trocar um nó ou mesmo a bateria de alguns deles. A topologia da rede pode sofrer pouca alteração, por exemplo, conforme os nós sensores morrem, ou de acordo com o roteamento utilizado na entrega dos dados. A distribuição dos dados também é feita de forma diferenciada, pois todos os nós possuem uma

posição fixa, então pode ser utilizado o roteamento fixo, por exemplo, através de inundação.

Uma RSSFM é composta de nós sensores, capazes de se moverem no ambiente monitorado, onde podem se comunicar entre si (nós móveis) e também com os nós estáticos. Além dessa diferença, do nó se mover, os nós sensores móveis podem possuir um maior processamento e consumo energético, muitas vezes por estarem acoplados a robôs (terrestres, aéreos, aquáticos) de médio/grande porte. Em alguns casos é possível até trocar a bateria do nó sensor ou até mesmo o nó, dependendo do ambiente ao qual a aplicação está servindo (MUNIR et al., 2007).

Diferente das RSSFs que possuem uma topologia pouco alterada, salvo os casos já citados, a topologia das RSSFMs muda constantemente, o que dificulta e aumenta a complexidade do desenvolvimento de novas soluções de roteamento para esse tipo de rede. A atualização constante dos nós que possuem mobilidade também é um fator que a diferencia das RSSF, pois devido os nós utilizarem os modelos de mobilidade para representar os movimentos do mundo real, estão em constante mudança de direção e trajetória.

Uma das características que diferenciam as redes de sensores sem fio das redes de sensores sem fio móveis, tipicamente, é a mobilidade dos nós sensores, o que acaba diferenciando quanto a: topologia dinâmica, localização, cobertura da rede, consumo de energia, roteamento dinâmico. Devido à mobilidade dos nós sensores é possível suavizar a coleta de dados na rede e aumentar a taxa de entrega dos dados coletados para o nó sink.

2.9 Considerações Finais

Neste capítulo foram apresentados os principais fundamentos da área de RSSF e de RSSFM, suas características, limitações e aplicações. As RSSFs são elementos importantes, responsáveis pelo sensoriamento do ambiente e percepção de fenômenos de importância para as aplicações. Os requisitos apresentados neste

capítulo precisam ser observados para desenvolver aplicações e protocolos, sejam para Redes de Sensores Sem Fio ou Redes de Sensores Sem Fio Móveis.

Foram apresentadas também as RSSFMs, redes essas que possuem características similares às RSSFs, porém utilizam os nós sensores móveis e modelos de mobilidade para auxiliar em aplicações de monitoramento ambiental, rastreamento de alvo, entre outros tipos. Observamos também que, ao desenvolvermos as aplicações voltadas para a RSSF e a RSSFM, é de extrema importância à otimização do consumo de energia.

Capítulo 3

CAPÍTULO 3 -

MODELOS DE MOBILIDADE

O capítulo tem como objetivo descrever os modelos de mobilidade mais importantes para representar os movimentos dos nós sensores móveis do mundo real em ambientes de simulação. Os modelos de mobilidade são projetados para descrever o padrão de movimento dos nós sensores móveis, sendo: sua localização, velocidade e aceleração, que mudam ao longo do tempo (BAI; HELMY, 2003). Os modelos de mobilidade podem ser utilizados por redes de sensores sem fio móveis (RSSFMs), redes ad hoc móveis (MANETs) e redes veiculares (VANETs).

Os modelos de mobilidade são utilizados para reproduzir/simular os movimentos de carros, pessoas, animais, robôs (aquáticos, terrestres, aéreos), entre outros elementos do mundo real, considerando diversos aspectos, como a mudança na velocidade e direção do nó. É preciso considerar também que as mudanças citadas ocorrem periodicamente.

De acordo com (COOPER et al., 2009) (VASANTHI et al., 2011) os modelos de mobilidade podem ser divididos em duas categorias: Entidade (Entity) e Grupo

(Group), descritas a seguir.

• Entidade: nos modelos de desta categoria de mobilidade cada nó sensor se movimenta pelo ambiente de forma independente dos demais nós contidos na rede.

• Grupo: nos modelos desta categoria os nós sensores são organizados por grupos e o padrão de movimento dos nós pertencente ao grupo será definido por um único nó, denominado nó líder de grupo.

Os modelos de mobilidade podem possuir restrições e limitações. Assim, a mobilidade do nó sensor pode ser limitada pela aceleração, pela velocidade e pela mudança de direção. De acordo com (BAI; HELMY, 2003), uma das características que os modelos de mobilidade possuem é a dependência temporal e a dependência espacial. Na dependência espacial há uma dependência de velocidade ou direção entre dois ou mais nós, dependências estas que podem se aproximar mais de cenários realistas.

Por exemplo, considerando que dois veículos estão em uma estrada, para evitar o acidente, a velocidade de um veículo não deve ultrapassar a velocidade do veículo que está à sua frente, ou seja, dois nós se movem na mesma direção, há alta dependência espacial.

Na dependência temporal, o nó depende da velocidade anterior para calcular a velocidade atual. Assim, as velocidades de um único nó estão correlacionadas.

Os modelos de mobilidade Random Walk e Random Waypoint são modelos sem memória e, portanto são incapazes de suportar a característica de dependência temporal.

A dependência espacial ocorre quando temos uma dependência de velocidade ou direção entre dois ou mais nós, dependências estas que podem se aproximar mais de cenários realistas. A seguir, serão apresentados alguns dos modelos mais utilizados para a avaliação de algoritmos de roteamento para RSSFMs, MANETs e VANETs.