Edwt Energia consumida no processo de codificação Jpeg2000 Ehuf Energia consumida na etapa Huffman. Ep Energia consumida pelo processo de codificação Jpeg Eq Energia consumida pela quantização. Em(p) A quantidade de energia consumida pelo processo de empacotamento de divisão de dados em pacotes.
Motiva¸ c˜ ao
Os modelos da Introdução 2 podem então ser usados como ferramentas para avaliações de desempenho neste sentido. O design de rede é uma forma de planejar o que será desenvolvido, ajudando profissionais e pesquisadores a entender como isso funcionará. Além disso, o custo de implementação de uma rede de sensores pode ser elevado dependendo do seu tamanho e complexidade, por isso é necessário que o projeto seja bem adaptado para evitar custos desnecessários.
Este método pode produzir resultados confiáveis, mas implementar uma rede apenas para validação pode ser um desperdício de recursos quando se considera o equipamento necessário, as pessoas envolvidas e o tempo para testes. Outra forma é utilizar simulações computacionais com softwares específicos, que, apesar de apresentarem resultados satisfatórios, em alguns casos exigem configurações de todo o ambiente de simulação. Além disso, tornar a simulação mais parecida com uma situação real pode levar muito tempo e geralmente requer muito poder computacional para executá-la.
Por outro lado, um modelo matemático apresenta-se como uma solução viável para validação de redes. Com um computador simples é possível executar testes rapidamente, ajustando os parâmetros de configuração de forma adequada.
Justificativa
Desenvolver um sistema complexo sem primeiro avaliar seu comportamento pode causar alguns problemas durante a execução. Potência da entrada 3, especialmente porque os nós sensores geralmente operam com baterias. Muitos modelos matemáticos foram propostos para redes de sensores sem fio, mas nenhum foi desenvolvido especificamente para redes visuais.
Alguns pesquisadores tentam adaptar modelos existentes utilizando um número maior de pacotes, por exemplo para representar a transmissão de imagens. Porém, devido às aproximações necessárias, os resultados estão longe de uma situação real. Para que os resultados sejam mais satisfatórios é necessário desenvolver um modelo específico de sensor visual sem fio.
Com uma análise mais precisa do consumo de energia, a rede pode ser melhor organizada, reduzindo o número de sensores utilizados, reduzindo o custo de implementação e o impacto ambiental esperado.
Objetivo
Portanto, é necessário ressaltar alguns pontos sobre redes de sensores visuais sem fio e consumo de energia.
Rede de Sensores Sem Fio
Base teórica 5 classificada como terrestre, subterrânea ou aquática [Yick et al. Sensores subterrâneos são sensores enterrados no solo, implantados em minas ou cavernas, com o objetivo de monitorar as condições subterrâneas [Yick et al. Este tipo de sensor é mais caro que os sensores terrestres e menos nós são usados [Yick et al.
As aplicações de monitoramento incluem monitoramento ambiental, de saúde, sísmico e automação de processos industriais [ Yick et al. As aplicações de rastreamento incluem o rastreamento de objetos, animais, veículos e pessoas [Yick et al. Diversas aplicações, como vigilância e monitoramento de alvos militares, observação de desastres naturais e explorações em ambientes perigosos também podem ser realizadas [Akyildiz et al.
Mobilidade: A RSSF pode consistir em nós estáticos ou nós móveis [Loureiro et al. Processamento de dados: Com o nível de energia limitado e qualidade de comunicação relativamente baixa, os nós sensores precisam processar os dados [Corréia et al.
Rede de Sensores Visuais Sem Fio
Em um esforço para resolver este problema, os protocolos para redes de sensores devem fornecer requisitos de qualidade de serviço suficientes para as aplicações; 2006], seja compactando-os ou agregando-os com dados de outros nós sensores, por exemplo; Economia de energia: Considerando o tamanho dos nós sensores, sua bateria é pequena, possuindo assim uma quantidade de carga limitada.
Alta demanda: RSSF gera dados escalares que requerem uma pequena quantidade de pacotes para serem enviados, mas no RSVSF a quantidade de dados a serem transmitidos é muito grande, exigindo uma grande quantidade de pacotes para enviar todos os dados [Almalkawi et al. Largura de banda: À medida que aumenta a quantidade de tráfego na rede, é necessário aumentar a largura de banda para cumprir os prazos de entrega em tempo real [Almalkawi et al. Entrega em tempo real: O tempo de entrega é uma questão crítica devido à quantidade de dados transmitidos, o que pode causar atrasos no destino [Almalkawi et al.
Melhoria do campo de visão: simplesmente conectar uma câmera aos nós sensores não garante um bom resultado. Para atender aos requisitos de qualidade de serviço (QoS) e utilizar os escassos recursos da rede de forma justa e eficiente, os pesquisadores utilizam seus recursos para melhorar o desempenho das redes de sensores [Almalkawi et al.
Quest˜ oes energ´ eticas
Consumo de energia
O transmissor de rádio é um dos principais componentes que causam esgotamento de energia [Rault et al. A ideia é utilizar um alcance de transmissão menor que faça com que o rádio consuma menos energia [Rault et al. Um nó com maior quantidade de energia restante pode aumentar sua potência de transmissão, o que permite que outros nós reduzam sua potência de transmissão, economizando energia;
Reduzir a quantidade de dados transmitidos também é uma forma de economizar energia [Rault et al. Esta estratégia reduz o consumo de energia de transmissão devido à redução no número de pacotes [Rault et al. 2014], porém, a quantidade de energia utilizada para realizar o processo de compressão deve ser levada em consideração.
Permite a alternância de CH entre nós do cluster para equilibrar o consumo de energia. Roteamento baseado em energia: Existem protocolos de roteamento que, em vez de escolher o caminho mais curto como rota, dependem da quantidade de energia restante para determinar onde será o próximo salto [Rault et al.
Recarga de energia
Roteamento multirota: protocolos de rota única são mais fáceis de implementar, mas drenam energia muito rapidamente dos nós sensores no caminho selecionado [Rault et al. Isso pode ser evitado por uma distribuição uniforme de nós ou pelo posicionamento de alguns nós com meios especiais [Rault et al.. Isso acontece porque todo o tráfego é direcionado para o sink, fazendo com que nós próximos enviem um número maior de pacotes [Rault et al.
Como a coleta de energia só pode ser realizada durante o dia, existem estratégias que colocam os nós sensores em modo de hibernação à noite para economizar energia [Nintanavongsa et al. Energia Eólica: Ao contrário da energia solar, a energia eólica pode ser coletada a qualquer hora do dia [Rault et al. Carregamento sem fio: A pesquisa nesta área visa aumentar a sustentabilidade das RSSFs e torná-las permanentemente operacionais [Rault et al.
Resultados experimentais mostram que quando pressionado, é gerada energia suficiente para transmitir duas palavras de 12 bits [Tan et al. Térmico: A energia é fornecida quando há uma diferença de temperatura entre a junção de dois materiais condutores [Seah et al.
Pesquisas em recarga de energia
Como não há necessidade de movimento e problemas de impacto, os dispositivos termogeradores tendem a durar mecanicamente mais do que os dispositivos baseados em vibração e movimento [Seah et al. Ruído acústico: O ruído acústico é o resultado de ondas de pressão produzidas por uma fonte de vibração. Concluiu-se que a quantidade de energia disponível a partir do ruído acústico foi insuficiente no cenário investigado.
Eletrostática: Este método depende da capacitância de um capacitor dependente de vibração [Yildiz 2009]. Um capacitor variável é inicialmente carregado e separa as placas por meio de vibração, gerando energia mecânica. A base teórica 18 [Simjee e Chou 2008] relata que os supercapacitores podem ser carregados por mais de meio milhão de ciclos de carga e ter uma vida útil média de dez anos antes que a capacidade energética se esgote, reduzida para 80%.
Com uma fonte de energia controlável, a energia deve ser absorvida sempre que necessário, enquanto com fontes de energia incontroláveis, a energia deve ser absorvida sempre que possível. Mecanismos de conversão de energia: A escolha do mecanismo de conversão de energia está diretamente relacionada à escolha da fonte de energia [Sudevalayam e Kulkarni 2011].
Modelagem de consumo de energia
Base teórica 19 Cada rede de sensores possui um perfil específico de consumo de energia. O cálculo do consumo de energia pode variar em diferentes aplicações considerando a mesma fase. Ao fazer isso, o consumo de energia devido ao processamento e transmissão de dados em cada nó pode ser reduzido, prolongando assim a vida útil da rede de sensores [Kimura e Latifi 2005].
Em seguida são propostas equações para estimar o consumo de energia por compressão DWT em função das quantidades e tipos de instruções; Foram propostas algumas equações que estimam o consumo de energia na transmissão, levando em consideração o erro no processo; 2013]: Este trabalho analisa a utilização de sinks móveis para redução do consumo de energia na rede.
Kim 2016]: Este trabalho avaliou a questão do balanceamento de carga para evitar o consumo excessivo de energia por alguns nós da rede. 2017]: Este trabalho analisou a influência do tamanho do pacote no consumo de energia em uma rede de sensores.
Redes de Petri
