Redes De Sensores Sem Fio
Integrantes:
Cássio Holanda Gonçalves Gustavo Acatauassú Xavier Matheus Sales
Índice
Introdução
Arquitetura
Protocolos
Segurança
Aplicações
Desafios
Perguntas e respostas
Introdução
-O que é uma Rede de Sensores Sem Fio
-Características -Composição
Arquitetura
Uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) é uma coleção de nós sensores, dispostos de forma ad hoc, com comunicação sem fio.
- A posição dos nós sensores não precisa ser predeterminada
- Os algoritmos precisam possuir capacidade de auto-organização
- Difere de uma rede ad hoc:
o em número;
o densidade;
o falha;
o mudança na topologia;
o paradigma de comunicação;
o energia, capacidade
computacional, memória;
o sem identificação global.
Um nó sensor:
Um nó sensor possui, genericamente, recursos de sensoriamento,
processamento, comunicação,
armazenamento de dados e fonte de energia.
- exigência de baixo consumo de energia
- Cada nó deve:
o sensoriar o ambiente;
o processar informações;
o realizar tarefas relacionadas a
tráfego de dados pela rede numa comunicação de múltiplos saltos.
Topologias:
- Homogenea - Heterogenea
- Os protocolos de RSSF focam em preservação de energia
Conceitos por trás de alguns algoritmos de contrução de topologias:
o MST
o RNG
o GG
o DT
Roteamento:
- Envio de rodas de “Hello”
- Contrução da tabela de vizinhança
- Encaminhamento geográfico - Saltos múltiplos
Fusão de dados:
Devido às condições do ambiente
Adição de nós redundantes
Colisões e transmissão de dado redundante
- Redundâncias de dados melhorar a qualidade da informação coletada
- Excesso de informação é maléfico - utilizada para alcançar os objetivos da aplicação
- agregam os dados fornecidos
gerando informações que descrevem melhor um evento
Protocolo
Formacao e controle de aplicacoes de uma rede
-Metodos de acesso ao meio -Padroes
-Projetos
Metodos de Acesso ao meio
-CDMA(Code Dividion Multiple Access)
-CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) -.TDMA (Time Division Multiple
Access)
Fluxograma do CSMA/CA - Figura 4
Divisão TDMA
Padroes
Wi-Fi (802.11)
IEEE 802.15.4
IEEE 802.15.1
Wi-Fi (802.11)
CSMA/CA com ou sem RTS/CTS
802.11b: 2,4GHz 11Mbps
802.11g: 2,4GHz 54 Mbps OFDM
802.11a: 5GHz 54 Mbps OFDM
802.11n: 2,4 ou 5 GHz at[e 600 Mbps MIMO e OFDM
IEEE 802.15.4
Tecnologia CSMA/CA com GTS
2,4Ghz
IEEE 802.15.1
CDMA
2,4 GHz
Projetos
- Bluetooth -ZigBee
Bluetooth
Utiliza como meio de acesso o padrão IEEE 802.15.1
ZigBee
Utiliza o 802.15.4 como camada 802.15.4 de acesso ao meio
ZigBee x Bluetooth
Segurança
1.A maximização da segurança x escassez de recursos
2.Topologia de RSSF vulnerável a ataques ao enlace
3.Características da comunicação sem fio
Aplicações
Vastamente aplicáveis
Tudo que necessita monitoramento
Industria
Monitoramento de Processos Químicos e Físicos
Controle Logístico da Produção
Automação Industrial
Militar
- Campos Minados
- Posicionamento de Tropas
- Detecção de ataques químicos ou biológicos
Medicina
Monitoramento funções biológicas
Micro Sensores
Diagnóstico em tempo real - Check up não será mais
necessário
Engenharia Civil
Monitoramento de estruturas
Levantamento de danos por furacões e terremotos
Engenharia Ambiental
- Monitoramento de Ecossistemas - Locais de difícil acesso
- Agricultura
- Controle de poluição
RSSFs domiciliares
Monitoramento de funções domésticas
Sistema de Segurança
Ar condicionado
Radio e Televisão
Trânsito
Monitoramento de vagas livres
Multas
Utilizado em San Francisco
Radiação
Monitoramento do nível de radiação
Alerta no caso de vazamento
Desafios
Autonomia Energética
Confiabilidade
Processamento
Custo
Comercialização
Autonomia Energética
-Energia Solar:
Incidência constante de Sol - Nós energeticamente mais
eficiente
Confiabilidade
Protocolo
Redundância
- códigos corretores de erro
Custo
Maior quantidade de sensores
Cobertura mais uniforme
Redundância
Desafios Comerciais
Introdução no mercado
Produtos comercialmente viáveis
Introdução no mercado
- Início dos anos 2000
Vida útil satisfatória
Capacidade de processamento razoável
- Dificuldade de consolidação - Pesquisa com clientes
Requisitos mais importantes segundo os clientes
- Confiabilidade:
Mudança de protocolo Redundâncias
Compatibilidade:
Padrão votado pelas empresas líderes
Viabilidade Comercial
Aplicável != Viável
Escala
Mobilidade
Facilidade de Instalação
Perguntas
1- A fusão de dados e a comunicação de saltos múltiplos favorecem o racionamento de energia numa rede de sensores sem fio? Porque?
2- Ao se tratar de RSSF, porque o método de acesso TDMA voltou a ser estudado?
3- Cite os desafios na instalação de uma RSSF com certo nível de segurança.
4- Qual o objetivo de se buscar novos
algoritmos para construção de topologia de uma RSSF?
5- Cite os maiores impedimentos na implantação de RSSF.
