Carlos Eduardo Calvente Ribeiro Universidade Federal do Rio de Janeiro Eric Couto Luz Silva couto_luz@poli.ufrj.br Carlos Eduardo Calvente Ribeiro cadu86@poli.ufrj.br Universidade Federal do Rio de Janeiro

1 - Introdução O que é uma RSSF ? WLAN composta por pequenos sensores de alcance de transmissão de dados limitado. Para que usar ? Ambientes perigosos Ambientes de difícil acesso Ambientes de interação direta com um indivíduo

1 - Introdução Quais são as vantagens de se usar RSSF ? Reaproveitamento de tecnologia; Monitoramento de locais de difícil acesso; Maior precisão às medidas coletadas; Redes de sensores e o futuro.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

Nomenclatura Sensor: monitora o fenômeno. Composição: Detector de hardware; Memória; Bateria; Processador; Transceptor. Observador: aquele que tem interesse em receber as informações que forem difundidas pela rede de sensores. Fenômeno: aquele que é monitorado e analisado.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

Endereçamento Cada sensor pode ou não ser endereçado unicamente. Exemplo: Sensores colocados no corpo humano devem ser endereçados unicamente caso seja desejado saber exatamente o local de onde o dado está sendo coletado.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta a consultas.

Agregação dos dados Condensar dados coletados por diferentes nós, de modo a reduzir o número de mensagens enviadas pela rede antes do envio à estação base.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

Limitação de Energia Modelo de Energia: Bateria: armazena a energia do nó sensor. Transceptor: sistema de transmissão e recepção. Processador: unidade de processamento central do nó sensor. Sensores: dispositivos de sensoriamento.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

2 - Características Nomenclatura; Endereçamento; Agregação dos dados; Mobilidade dos sensores; Quantidade de sensores; Limitação de energia; Auto-organização; Tarefas colaborativas; Resposta às consultas.

Resposta às consultas Uma consulta pode ser solicitada a um nó individual ou a um grupo de nós.

3 - Métricas de desempenho Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

Eficiência de Energia e Vida Útil Um dos tópicos mais importantes no projeto de uma RSSF. Podemos aumentar o tempo de vida útil de um nó aproveitando algum tipo de energia presente no ambiente.

Eficiência de Energia e Vida Útil Mapa de energia: podemos determinar se existe alguma parte da rede que está na iminência de falha devido à falta de energia.

3 - Métricas de desempenho Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

3 - Métricas de desempenho Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

Tolerância a Falhas A falha deverá ser tratada como um acontecimento normal, e não como uma exceção. Replicação de Dados – requer energia. Ex: Protocolos SPIN (Sensor Protocols for Information via Negotiation) - Usam meta-dados para nomearem seus dados; - Eliminam a transmissão de dados redundantes.

3 - Métricas de desempenho Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

Escalabilidade Transmissão de dados redundantes e colisões: gasto de energia desnecessário. Exige protocolos de roteamento, endereçamento e agregação de dados escaláveis.

3 - Métricas de desempenho Eficiência de Energia e Vida Útil; Latência e precisão; Tolerância a falhas; Escalabilidade; Exposição dos sensores;

4 - Arquitetura Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

Infra-Estrutura Características dos sensores tamanho de memória precisão na detecção do fenômeno alcance de transmissão vida útil da bateria Formas de usá-los Quantidade de sensores Localização dos sensores Mobilidade dos sensores

4 - Arquitetura Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

Protocolo de Rede Permitir comunicação: sensor – sensor sensor – observador Otimizar - evitar colisão e congestionamento Sensores no meio de uma transmissão não transmitem. Exceção: conter informação única. Desativar alguns sensores Agregação de dados DADO Aplicação DADO DADO

4 - Arquitetura Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

Aplicação Interface fenômeno-observador Transformar dados em informação Apresentar resultados ao observador Observador DADO INFO Aplicação DADO INFO DADO INFO

4 - Arquitetura Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

Qualidade de Serviço Precisão Latência Tolerância a falhas Energia Garantir a qualidade de serviço: alta precisão e tolerância à falhas com o mínimo de latência e uso de energia em cada sensor.

4 - Arquitetura Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede;

Modelos de Comunicação Comunicação de Infra-Estrutura - configurar, manter e otimizar a rede. Comunicação de Aplicação: Cooperativa Não–Cooperativa DADO Aplicação DADO DADO

4 - Arquitetura Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

Modelos de Envio de Dados Modelo contínuo Modelo orientado a eventos Modelo iniciado pelo observador

4 - Arquitetura Infra-Estrutura; Protocolo de Rede; Aplicação; Qualidade de Serviço; Modelos de Comunicação; Modelos de Envio de Dados; Modelos de Rede.

Modelos de Rede Redes de Sensores Estáticas Redes de Sensores Dinâmicas Reativa Pró-ativa

5 – Segurança Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados; Integridade dos dados; Atualidade dos dados.

5 – Segurança Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados; Integridade dos dados; Atualidade dos dados.

5 – Segurança Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados; Integridade dos dados; Atualidade dos dados.

5 – Segurança Confidencialidade dos dados; Autenticação dos dados; Integridade dos dados; Atualidade dos dados.

6 – Aplicações e Projetos Biomedicina; Supervisão de Desastres Aéreos; Detector de Poluição; Sistema de Transporte Inteligente; Monitoramento de Animais; Monitoramento de Desastres Ambientais; Controle; Militar; Agricultura de Precisão; Aplicações domésticas.

7 – Considerações Finais RSSF possuem um potencial muito grande; As RSSFs trazem novos conceitos e problemas, apresentando uma série de novas oportunidades de pesquisa. A evolução das RSSFs é fundamental para o desenvolvimento e a consolidação da computação ubíqua.

8 – Perguntas Qual o principal objetivo das redes de sensores sem fio? As redes de sensores possuem limitações que exigem a criação de novos protocolos de comunicação. Cite algumas. O que é um mapa de energia? Como ele pode ser útil? Quais são os requisitos de uma rede de sensores sem fio bem projetada? Cite quatro aplicações de redes de sensores sem fio.