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: em número; densidade; falha; mudança na topologia; paradigma de comunicação; energia, capacidade computacional, memória; 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: sensoriar o ambiente; processar informações; 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: MST RNG GG 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.