Uma preocupa¸c˜ao fundamental para a computa¸c˜ao baseada em informa¸c˜ao contextual ´e a no¸c˜ao do espa¸co f´ısico que envolve os objectos, um utilizador e/ou o seu dispositivo m´ovel. Com os avan¸cos que se tˆem registado ao n´ıvel da tecnologia de sensores, o conhecimento das condi¸c˜oes f´ısicas do ambiente pode agora ser um factor de decis˜ao embutido em objectos e dispositivos m´oveis a baixo custo.
Os sensores a serem considerados num ambiente de Ubicomp devem ser pequenos (o m´a- ximo poss´ıvel), baratos (para serem utilizados em grandes quantidades), pouco consumidores de energia, capturando parˆametros f´ısicos a partir do ambiente ou de objectos, e actuando como entrada para fun¸c˜oes que determinem a sua informa¸c˜ao contextual geral.
Segundo um estudo de 2004 realizado por Beigl et al. [84], no qual foram analisados mais de 300 n´os sensores, s˜ao sete as classes gerais nas quais se podem agrupar os sensores, de acordo com parˆametros f´ısicos que providenciam informa¸c˜ao ´util aos objectos:
• Movimento - considerados os tipos de movimento: ”a ser usado”, ”correndo”, ”permane- cendo parado”, al´em da acelera¸c˜ao, rota¸c˜ao e vibra¸c˜ao;
• For¸ca/Press˜ao - inclui medi¸c˜oes de peso e for¸ca a v´arias partes de um objecto;
• Luz - v´arios comprimentos de onda como a luz de dia ou luz de infra-vermelhos, incluindo parˆametros como o n´ıvel da luz e as altera¸c˜oes ao longo do tempo;
• Temperatura - em v´arias zonas de um objecto medindo a temperatura do ambiente, tem- peratura do objecto, ou de um outro objecto em ”interac¸c˜ao”;
• Humidade - em v´arios locais como humidade do ambiente ou humidade no interior do objecto;
• ´Audio - n´ıvel de ru´ıdo, espectro de frequˆencia, mas tamb´em altera¸c˜oes ao longo do tempo; • Proximidade - detec¸c˜ao de actividade pr´oxima no ambiente.
Ainda segundo o mesmo estudo, os sensores mais utilizados em aplica¸c˜oes de Ubicomp s˜ao os de movimento, luz e for¸ca/press˜ao, que s˜ao especialmente indicados para actividades de reconhecimento no ambiente e no objecto ao qual o sensor se encontrado ligado. Existem outras duas categorias de sensores, temperatura e ´audio, que tamb´em est˜ao muito presentes em n´os de redes sensores [84]. A placa sensorial gen´erica do projecto Particle22
´e um bom exemplo de utiliza¸c˜ao de todos os tipos de sensores, exceptuando o de proximidade (ver Sec¸c˜ao 3.5.
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3.4.1 Redes de Sensores
Uma Rede de Sensores Sem Fios (RSSF ou WSN23
), ou apenas rede de sensores, consiste num determinado n´umero de sensores espalhados por uma zona geogr´afica.
Os recentes avan¸cos nas tecnologias das comunica¸c˜oes wireless e dos microchips s˜ao os prin- cipais respons´aveis pelo desenvolvimento de n´os sensores multifuncionais, de baixo custo e baixo consumo energ´etico, que s˜ao pequenos em tamanho e conseguem comunicar sem fios em curtas distˆancias. Regra geral, consistem em componentes de monitoriza¸c˜ao, processamento de dados, e comunica¸c˜ao. Com a implementa¸c˜ao de um grande n´umero de n´os sensores no interior ou junto a um fen´omeno a ser observado obt´em-se a rede de sensores. Estas redes permitem acompanhar, monitorizar, estudar, compreender e actuar sobre o fen´omeno pretendido.
O cen´ario ´optimo para a instala¸c˜ao de uma RSSF seria um ambiente onde n˜ao existissem interferˆencias nas comunica¸c˜oes, onde o terreno fosse plano e n˜ao existisse vegeta¸c˜ao [85]. Num cen´ario ideal, a melhor solu¸c˜ao para a disposi¸c˜ao dos seus elementos ´e em forma de grelha, onde os sensores s˜ao colocados lado a lado a uma distˆancia d, sendo este parˆametro proporcional ao alcance r´adio de cada um dos n´os [86]. Contudo, a coloca¸c˜ao dos sensores ´e muitas vezes realizada em ambientes in´ospitos. Geralmente, a posi¸c˜ao dos n´os sensores n˜ao ´e predeterminada, permitindo assim uma implementa¸c˜ao aleat´oria para opera¸c˜oes em terrenos inacess´ıveis ou de socorro a acidentes.
Uma caracter´ıstica ´unica nestas redes ´e o suporte `a comunica¸c˜ao entre os seus n´os. Uma tarefa t´ıpica de um n´o ´e a fus˜ao de dados recebidos de outros n´os. Uma vez que os n´os sensores s˜ao equipados com um microprocessador, ficam habilitados a realizar processamentos e, assim, a transmitir apenas os dados requisitados, e parcialmente processados, para outros n´os, em vez de enviarem os dados em bruto. Deste modo, a rede consegue reduzir globalmente os gastos energ´eticos e o tempo de comunica¸c˜ao.
As aplica¸c˜oes de RSSF requerem, usualmente, t´ecnicas de rede do tipo wireless ad-hoc para a coordena¸c˜ao de actividades cooperativas. No entanto, Akyildiz et al. referem que os protocolos e algoritmos propostos para as tradicionais redes wireless ad-hoc n˜ao se ajustam por completo aos requisitos das aplica¸c˜oes de RSSF, apresentando uma lista de diferen¸cas [87].
Existe ainda a possibilidade de os n´os sensores interagirem com PDAs, ou at´e telem´oveis, possivelmente atrav´es de protocolos como, por exemplo, o Bluetooth, que j´a equipa muitos dos dispositivos m´oveis [88]. Esta interac¸c˜ao permitir´a que muitas das leituras feitas pelos objectos inteligentes possam ser comunicadas automaticamente para as entidades m´oveis do ambiente.
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Apesar de esta comunica¸c˜ao n˜ao ser de f´acil implementa¸c˜ao [89], tˆem aparecido casos de sucesso de comunica¸c˜ao com Bluetooth entre plataformas de n´os sensores e PDAs [90].