Redes de sensores sem fio

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Redes de Sensores Sem Fio

Redes de Sensores Sem Fio

“Um serviço de gerenciamento para controle de densidade de redes sensores sem fio” SBRC2004.. O Diagrama de Voronoi decompõe o espaço em regiões ao redor de cada nó, tal que todo ponto[r]

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Redes de Sensores Sem Fio

Redes de Sensores Sem Fio

As redes de sensores sem fio representam uma conex˜ao que faltava entre a Internet e o mundo f´ısico. Estas redes diferem de outros tipos de redes sem fio, como ad hoc e infra-estruturada. Nas redes infra-estruturadas toda a comunicac¸˜ao entre os n´os m´oveis ´e realizada atrav´es da utilizac¸˜ao de estac¸˜oes de suporte a mobilidade (estac¸ ˜oes r´adio base). Neste caso, os nodos m´oveis, mesmo pr´oximos uns dos outros, est˜ao impossibilitados de efetuar qualquer tipo de comunicac¸˜ao direta. Na rede ad hoc, os n´os m´oveis realizem comunicac¸˜ao diretamente entre si, n˜ao existindo estac¸˜oes de suporte `a mobilidade. Os n´os de uma rede ad hoc podem se mover arbitrariamente fazendo com que a topologia da rede mude freq¨uentemente. Ao inv´es de m´oveis, os n´os de uma rede de sensores s˜ao, na maioria das vezes, estacion´arios. A topologia destas redes ´e altamente vari´avel devido ao recurso limitado de energia. A capacidade das redes sem fio ad hoc ´e restringida pela interferˆencia m´utua das transmiss˜oes concorrentes entre os nodos. Uma caracter´ıstica da rede sem fio m´ovel ´e a variac¸˜ao do tempo do canal em func¸˜ao dos enlaces de comunicac¸˜ao. Tal variac¸˜ao pode ocorrer devido ao enfraquecimento multipath, perdas no caminho pela atenuac¸˜ao da distˆancia, obst´aculos e interferˆencias de outras entidades como os pr´oprios sensores.
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Instrumentalização de redes de sensores sem fio

Instrumentalização de redes de sensores sem fio

As Redes de Sensores Sem Fio têm sido implantadas para monitorar e disseminar, coletivamente, informação sobre uma variedade de fenômenos de interesse. Seu papel básico é efetuar o sensoriamento em rede utilizando elevado número de sensores simples, ao contrário da abordagem convencional da utilização de poucos instrumentos de monitoração sofisticados e caros. As principais vantagens da monitoração por meio da utilização de Redes de Sensores Sem Fio sobre a técnica convencional são: ampla cobertura, precisão e confiabilidade, a um custo relativamente inferior (LI; THAI; WU, 2008). É importante destacar que o conjunto de potenciais aplicações é grande e vai além das áreas militar, civil, ambiental, comercial e industrial. Como exemplo, pode-se mencionar a utilização desse tipo de redes em aplicações de: vigilância militar, monitoração e controle do processo de produção, monitoração de sinais vitais humano (batimento cardíaco, pressão arterial e temperatura entre outros), monitoração de habitat ou condições ambientais e de monitoração residencial, entre outras.
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Redes de Sensores Sem Fio: Revisão

Redes de Sensores Sem Fio: Revisão

4.4 Topologia da Rede Uma topologia de uma rede poder ser descrita como o canal de comunicação entre os dispositivos. Em sua essência é a estrutura de conexão e pode ser descrita como física ou lógica. A topologia física diz respeito a forma com que os dispositivos são conectados, no caso das redes sem fio a topologia física determina a estratégia de transmissão, Rádio Frequência por exemplo. A topologia lógica está relacionada com a maneira com que os dados irão trafegar entre os dispositivos. Devido aos aspectos ativos de uma rede de Sensores sem Fio sua topologia pode ser alterada dinamicamente ( GONDA , 2010 ). Vários fatores podem provocar ente comportamento, como falhas nos nodos sensores, alterações no comportamento da rede, interferências do ambiente, inserção de novos nodos. Tendo em vista a manutenção dos serviços e o aumento da vida útil da rede, é necessário que mecanismos de controle de topologia sejam incorporados ao projeto. Quanto mais dinâmica for a modificação da topologia da rede, maior será a dependência à este mecanismo. Em redes de sensores mais estáticas isto pode ser desnecessário.
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Redes de sensores sem fio / redes virtuais de sensores: uma análise literária

Redes de sensores sem fio / redes virtuais de sensores: uma análise literária

Com o grande avanço das tecnologias de redes, uma área vem ganhando seu espaço aos poucos. São as redes de sensores sem fio (RSSFs). Essas redes podem ser utilizadas para receber informações sobre variados fenômenos, como por exemplo queimadas, terremotos e tsunamis; e para localizar objetos ou pessoas. Com tantas utilidades abordadas para esse tipo de rede e como as RSSFs comuns dependem muito da aplicação à qual são destinadas, foi necessário que elas evoluíssem e, ao invés de uma única rede monitorar um único fenômeno, essas redes podem trabalhar de forma cooperativa e seus nós podem ser utilizados por diversas aplicações ao mesmo tempo por diversas Redes Virtuais de Sensores. Este trabalho tem como objetivo integrar muitos outros trabalhos dispersos pela internet e facilitar melhor a compreensão dessa tecnologia.
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Integrando Redes Overlay em Redes de Sensores Sem fio

Integrando Redes Overlay em Redes de Sensores Sem fio

Resumo Redes Overlay (RO) são redes construídas sobre redes físi- cas, com o intuito de migrar parte da complexidade de rotea- mento para a camada de aplicação. Já Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são redes com sérias restrições computacionais e de energia, altamente susceptíveis a falhas. Identificamos que a partir de um pequeno número de nodos mais poderosos, que instanciam nodos de uma rede overlay e que efetuam moni- toração da rede subjacente, podem ser descobertas e usadas rotas alternativas que atendem melhor as necessidades das aplicações, em detrimento das rotas padrão. Os resultados demonstram que a estratégia é capaz de melhorar a confia- bilidade, mantendo ou mesmo melhorando demais métricas como jitter e latência, em um cenário com falhas.
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Integrando Redes Overlay e Redes de Sensores Sem fio

Integrando Redes Overlay e Redes de Sensores Sem fio

Universidade Federal de Minas Gerais Av. Presidente Carlos Luz,1275 - Belo Horizonte, MG Resumo Redes Overlay (RO) são redes construídas sobre redes fí- sicas, com o intuito de migrar parte da complexidade de ro- teamento para a camada de aplicação. Já Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são redes com sérias restrições computaci- onais e de energia, altamente susceptíveis a falhas. Iden- tificamos que a partir de um pequeno número de nós mais poderosos, que instanciam nós de uma rede overlay e que efetuam monitoração da rede subjacente, podem ser desco- bertas rotas alternativas que atendem melhor as necessida- des das aplicações, em detrimento das rotas padrão. Os re- sultados demonstram que a estratégia é capaz de melhorar a confiabilidade, mantendo ou mesmo melhorando demais métricas como jitter e latência, em um cenário com falhas.
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Um ambiente de gerência para dispositivos sensores em redes de sensores sem fio

Um ambiente de gerência para dispositivos sensores em redes de sensores sem fio

Na literatura existem algumas propostas de gerência de RSSF utilizando o protocolo SNMP, sendo realizada a integração deste protocolo com a RSSF de diversas formas. Um tentativa de se implementar o IPv6 em redes de sensores sem fio é uma das técnicas mais recentes, visando o reaproveitamento da pilha arquitetura TCP/IP e assim adaptar um protocolo de gerência de redes mais facilmente [CHAUDHRY, 2010]. Tendo acesso a um protocolo já conhecido, engenheiros e desenvolvedores podem adaptar as características de uma rede IPv6, através da gerência, às necessidades de monitoramento de uma RSSF. A integração do IPv6 a uma RSSF é normatizado pelo IETF através do 6LoWPAN ou IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Network [COLLITI, 2011]. Através desta técnica pretende-se alcançar os sensores através de endereços IPv6 e implementar a pilha de protocolo de gerência nos próprios sensores, sem a utilização da traduções via Proxy, essa proposta permite a utilização do SNMP para a gerência da RSSF, uma vez que os sensores são enxergados como elementos de uma rede IP, mas para a sua implementação os sensores devem possuir uma capacidade maior de hardware, permitindo que a arquitetura TCP/IP seja implantada diretamente nos mesmos. Então apesar de permitir a gerência da RSSF utilizando o SNMP, o 6LowPAN, apresenta uma abordagem diferente à utilizada nesse trabalho uma vez que os sensores podem ser alcançados diretamente sem a necessidade de utilização de um agente proxy.
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Fusão de dados em redes de sensores sem fio.

Fusão de dados em redes de sensores sem fio.

Este trabalho oferece uma discussão geral sobre o tema de fusão de dados em redes de sensores sem fio (RSSFs) que permite: (i) a identificação de problemas em aberto e (ii) o entendimento dos requisitos e implicações do uso de fusão de dados em RSSFs. Esta discussão é feita através de um levantamento bibliográfico do estado-da-arte envolvendo fusão de dados em RSSFs. Analisando as arquiteturas, modelos e méto- dos de fusão de dados identificados neste levantamento bibliográfico, é proposto um arcabouço (framework ), chamado Diffuse, que compreende as principais funções e atividades de um processo genérico de fusão de dados e uma API que implementa métodos de fusão freqüentemente utilizados em RSSFs. O Diffuse é, portanto, uma ferramenta que permite ao projetista refletir e avaliar quais tipos e quais métodos de fusão de dados podem ser utilizados em sua solução, e como especificamente estes métodos podem ser usados para compor uma tarefa ou uma aplicação de fusão de dados. Embora o Diffuse possa ser aplicado em diferentes contextos, como prova- de-conceito, este trabalho mostra como o Diffuse pode ser usado para projetar uma solução econômica (em termos de consumo de energia) que ofereça um serviço con- fiável (tolerante a falhas) de roteamento. Os resultados aqui apresentados mostram que a abordagem proposta é capaz de reduzir o custo de comunicação para prover tal serviço. Em alguns casos, o tráfego gerado por esta abordagem chega a ser 85% inferior ao tráfego gerado por soluções freqüentemente utilizadas em RSSFs. Além disso, este trabalho propõe uma estratégia de roteamento, baseada em atribuição de papéis, para garantir a execução de uma aplicação de fusão de dados. Neste caso, baseando-se na premissa de que fusão de dados é utilizada pela aplicação para detecção de eventos, é proposto um algoritmo de atribuição de papéis, chamado InFRA, que organiza a rede somente quando um evento é detectado. De maneira resumida, o InFRA é um algoritmo reativo de atribuição de papéis que procura pelas menores rotas (conectando os nós fontes aos sorvedouros) que maximizam a agregação de dados. Os resultados apresentados mostram que, em alguns casos, o InFRA utiliza apenas 70% da energia gasta por outros algoritmos de roteamento usualmente adotados em RSSFs.
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Um middleware reconfigurável para redes de sensores sem fio

Um middleware reconfigurável para redes de sensores sem fio

A atratividade das Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) para o monitoramento das condições do ambiente e para servir de ponte entre o mundo físico e o virtual vem aumentando devido aos avanços da micro-eletrônica, que possibilitaram a produção de vários tipos de sensores (luz, umidade, temperatura, fumaça, radiação, acústicos, sísmicos, etc.) no mesmo chip que processa o sinal e realiza a comunicação. As RSSF podem ser consideradas ambientes de computação distribuída com severas restrições de velocidade de processamento, tamanho de memória, energia e largura de banda. Individualmente os nós das redes de sensores são tipicamente não confiáveis e a topologia da rede pode mudar dinamicamente. As redes de sensores também se diferenciam por causa da estreita interação com o ambiente físico através de sensores e atuadores. Devido à todas estas diferenças, muitas soluções desenvolvidas para plataformas de computação genéricas e para redes ad-hoc não podem ser aplicadas às RSSF. Todavia, os nós das redes de sensores também exibem características de sistema de propósito geral e de sistemas embutidos.
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Middleware seguro para redes de sensores sem  fio

Middleware seguro para redes de sensores sem fio

Os meios de transmissão numa rede de sensores sem-fio são normalmente de três tipos. A primeira opção é a utilização de rádio freqüência (RF). Atualmente, com o aparecimento dos links de rádio desregulamentados na ISM (Industrial, Scientific and Medical bands) muita pesquisa tem sido feita neste sentido. O que se sabe atualmente é que devido aos problemas de energia, tamanho e baixo custo dos nós as freqüências utilizadas na comunicação devem ser da faixa de freqüência de 433 MHz e 915 MHz na Europa e na América do Norte, respectivamente. Isto cria liberdade na implementação, mas ao mesmo tempo interfere muito no funcionamento dos nós devido aos possíveis ruídos provocados por outros aparelhos que utilizem a mesma faixa de freqüência. Atualmente a maior parte das redes de sensores implantadas utilizam estas faixas de freqüência com transmissores Bluetooth ou de outros tipos.
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Um estudo sobre redes de sensores sem fio

Um estudo sobre redes de sensores sem fio

As redes de sensores sem fio são compostas por um grande número de nodos (nós sensores), que são elementos computacionais com capacidade de processamento, memória, interface de comunicação sem fio, além de um ou mais sensores do mesmo tipo ou não, que tendem a ser autônomos e necessitam de um alto grau de cooperação dos nós sensores para que possa executar as tarefas definidas para ela. Esses nós sensores são utilizados para as mais variadas situações, como por exemplo, para o monitoramento de abalos sísmicos, verificação de temperatura, pressão, acústica, fenômenos da natureza, etc. Podem ser organizados em grupos (clusters) onde um dos sensores deve ser capaz de detectar um evento na região, processá-lo e tomar uma decisão, de divulgar ou não o resultado para outros nodos. [2]
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Redes de sensores sem fio para controle de irrigação

Redes de sensores sem fio para controle de irrigação

As maiores dificuldades encontradas no decorrer do desenvolvimento deste trabalho foram os problemas técnicos, em relação ao 6LBR, ao RSMB, ao Node-RED e a comunicação entre estes. Material sobre a configuração específica de tais sistemas e protocolos não é de fácil acesso, sendo os recursos mais utilizados os fornecidos durante as aulas de redes de sensores sem fio e auxílio do orientador. Muitas vezes o troubleshooting dos bugs no código e erros de montagem levavam vários dias para serem resolvidos devido a falta de conteúdo sobre o tópico desejado. Isto pode estar atrelado ao fato dessas tecnologias estarem em fase de desenvolvimento e testes, havendo poucos casos de
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Um estudo sobre as redes de sensores sem fio

Um estudo sobre as redes de sensores sem fio

As redes de sensores sem fio se tornaram parte do nosso mundo conectado, e sua importância tem crescido tremendamente. Como elas nasceram como sistemas autônomos de monitoramento e vigilância, têm evoluído em um componente chave das redes de próxima geração e para a futura internet. Têm sido a ponte entre o mundo digital e o mundo físico. A flexibilidade, tolerância a falhas, alta fidelidade de sensoriamento, o baixo custo e rápida implantação, são características das redes de sensores, e vão criar muitas áreas e aplicações novas para sensoriamento remoto. Apesar destas áreas de aplicação existentes, as redes de sensores sem fio continuam a ser um campo interessante e aberto de pesquisa. Várias questões técnicas ainda têm que ser totalmente tratadas e resolvidas. Tais abordagens bem sucedidas exigem avançados paradigmas, conhecimento interdisciplinar e soluções de cross-layer.
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SKMotes : um kernel  para nós de redes de sensores sem fio

SKMotes : um kernel para nós de redes de sensores sem fio

As limita¸c˜oes dos n´os da RSSF exigem uma abordagem de projeto diferenciada em rela¸c˜ao a outras redes de comunica¸c˜ao sem fio. Desta forma, pode-se entender uma RSSF como um sistema computacional dedicado, cujos requisitos da aplica¸c˜ao alvo tem influˆencia imperativa na sele¸c˜ao e projeto dos componentes de hardware, algoritmos, pro- tocolos, sistemas operacionais e middlewares utilizados. Um exemplo dessa caracter´ıstica s˜ao os protocolos de roteamento, que s˜ao centrados em dados. Nesses protocolos, a descri- ¸c˜ao e necessidade de um certo tipo de dado influencia, em conjunto com as restri¸c˜oes de consumo de energia e alcance do enlace de comunica¸c˜ao, o processo de defini¸c˜ao de rotas. Al´em disso, ´e comum o emprego de t´ecnicas de processamento de dados interno `a rede, ou seja, ao longo do encaminhamento das mensagens, dados coletados por diferentes sensores s˜ao agregados, como uma forma de reduzir a quantidade de mensagens que trafega pela rede e consequentemente seu consumo de energia ( GABER; R¨oHM; HERINK , 2009).
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Analise de desempenho de redes de sensores sem fio

Analise de desempenho de redes de sensores sem fio

As mesmas características que tornam atrativas as redes de sensores sem fio fazem a análise do seu desempenho dificultoso. Diversos conceitos de medida da capacidade de redes ad hoc em geral têm sido propostos, incluindo a capacidade de transporte e a eficiência de informação. Nesta dissertação é introduzida uma variação do conceito de eficiência de informação, denominada eficiência de informação agregada, que leva em conta a habilidade da rede em reutilizar o canal de comunicação espacialmente. É apresentada uma análise da eficiência de informação agregada de uma rede de sensores sem fio em diversos cenários, utilizando-se diferentes modelagens da rede sem fio. Os resultados mostram que o meio em que a rede é empregada tem grande importância no seu desempenho, podendo ser decisivo na escolha do esquema de modulação a ser empregado. Também foi observado que transmitir em curtas distâncias é mais vantajoso que transmitir em longas distâncias na maioria dos casos. 
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CRIAÇÃO DE REDES AD HOC PARA REDES DE SENSORES SEM FIO

CRIAÇÃO DE REDES AD HOC PARA REDES DE SENSORES SEM FIO

Alguns dos principais requerimentos para o desenvolvimento de um protocolo MAC para redes sem fio são: melhores taxas efetivas de comunicação (throughput), eficiência, estabilidade, distância, baixos atrasos e baixo nível de colisões. [2] Devido a essa proximidade com hardware e controle do mesmo, é de fundamental importância a preocupação do protocolo para com o consumo energético, uma vez que redes de sensores sem fios geralmente utilizam como fonte energética baterias com cargas finitas. Portanto, o fator energético é um aspecto vital na sobrevivência da rede de sensores sem fios e algumas técnicas de diminuição do consumo são apresentadas neste documento.
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EM uma Rede de Sensores sem Fio (RSSF) industrial, Protocolos Multicanais para Redes de Sensores sem Fio Industriais

EM uma Rede de Sensores sem Fio (RSSF) industrial, Protocolos Multicanais para Redes de Sensores sem Fio Industriais

Resumo—A implantação de Redes de Sensores sem Fio (RSSF) industriais apresenta vantagens em comparação com o uso de redes cabeadas, como a maior flexibilidade e o baixo custo. No entanto, é necessário lidar com problemas típicos de redes sem fio, como interferência e o alto nível de atenuação de pequena e larga escala, devido à existência de muitos objetos móveis e obstáculos no ambiente. Uma forma de contornar as variações na qualidade dos canais em uma RSSF industrial é o uso de protocolos multicanais e estratégias de alocação dinâmica de canal. Isso é justificável pelo fato de os canais serem descorrelacionados em frequência em ambientes que apresentam grande espalhamento de atraso eficaz, como é o caso de diversos ambientes industriais. Por meio do uso de protocolos multicanais, associado à utilização de estratégias de alocação dinâmica de canais, é possível lidar com a variação na qualidade dos canais em diferentes locais da rede e também com as características não estacionárias dos canais em longos períodos de tempo. Neste artigo, algumas características das RSSFs industriais são discutidas e o uso de protocolos multicanais e alocação dinâmica de canais é apresentado como uma possível solução para a melhoria da qualidade de serviço destas redes.
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Um Protocolo de Reposição de Sensores via Robôs em Redes de Sensores Sem Fio

Um Protocolo de Reposição de Sensores via Robôs em Redes de Sensores Sem Fio

Redes de sensores sem fio são redes muito suscetíveis a falhas de nós sensores que com- prometem a cobertura e a conectividade da rede e, consequentemente, o funcionamento de- sejado da mesma. Normalmente, a manutenção física dos sensores é inviável, sendo então necessário um mecanismo de reposição de nós, redeployment, que recupere a qualidade de serviço desejada da rede, aumentando assim o tempo de vida da mesma. Este trabalho propõe um protocolo de redeployment que utiliza robôs dotados de mecanismo de comunicação e de mobilidade para repor os sensores na rede segundo demanda. Alguns sensores da rede são responsáveis por detectarem falhas de uma determinada área e requisitar a um robô que venha repor nós para que o problema no ponto da falha seja sanado. Também o protocolo utiliza uma estratégia, chamada broadcast controlado, baseada no conceito de quorum, que reduz consideravelmente o tráfego de mensagens na rede, fator importante para ajudar os nós a economizarem energia. Para a avaliação do desempenho do protocolo foram utilizadas simulações. Os resultados mostram que o protocolo é eficiente, conseguindo reparar um problema de cobertura e/ou conectividade em poucos minutos e, ainda, mantendo a rede com nível de qualidade de serviço desejado durante grande parte do tempo das simulações.
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