Redes de Sensores Sem Fio

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Redes de Sensores Sem Fio

• Luciano Gonda
• Orientador Prof. Dr. Carlos Eduardo Cugnasca

Julho - 2005
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• Fatores
• Desenvolvimento das tecnologias
• Microprocessadores
• Sistemas eletro-mecânicos (MEMS)
• Comunicação sem fio
• Conseqüência
• Utilização de RSSF para controle e monitoramento
  nas mais diversas áreas (saúde, controle de
  ambientes, militar, etc)

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Fonte Loureiro et al., 2003
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• Principais características
• Conjunto de nós distribuídos
• Distribuição não-pré determinada
• Transmissão multi-hop
• Topologia pode se modificar constantemente

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• Principais componentes
• Nós sensores
• Autônomos, com capacidade de
• Processamento
• Sensoriamento
• Comunicação
• Limitação de recursos
• Processamento (8 bits, freqüência 10MHz)
• Memória (128KB a 1 MB)
• Transmissão (1 Kbps a 1 Mbps)
• Bateria (depende do fabricante)

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• Principais componentes
• Nós sensores

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• Exemplos de Nós Sensores

Fonte Xbow, 2005
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• Principais componentes (cont.)
• Nós de interface com outras redes
• Denominados de gateways
• Conectam a RSSF a outras redes

Fonte Loureiro et al., 2003
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• Exemplos de Gateways

Fonte Xbow, 2005
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• Funcionamento
• Principais funcionalidades
• Estabelecimento da RSSF
• Manutenção
• Sensoriamento
• Processamento
• Comunicação
• Ocorrem simultaneamente
• Podem ocorrer em diferentes instantes

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• Funcionamento

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• Estabelecimento da RSSF

Fonte Loureiro et al., 2003
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• Manutenção
• Prolongar tempo de vida da RSSF
• Reduzir imprevisibilidade
• Atender requisitos da aplicação
• Pode implicar em
• Nova distribuição da rede
• Nova organização da rede

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• Processamento
• Processamento de suporte
• Comunicação
• Gerenciamento
• Manutenção
• Processamento de informações
• Atividades da aplicação ou colaboração
• Ações estimuladas por eventos

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• Arquitetura de Comunicação

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• Camada Física
• Meios de transmissão
• Rádio Freqüência (RF)
• Ondas eletromagnéticas
• Modos de operação
• Transmissão, recepção, idle e sleep.
• Codificação e Modulação

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• Camada de Enlace
• Auto-organização
• Estabelecimento da rede
• Mudanças na rede
• Acesso ao meio físico
• Otimizar consumo de energia

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• Camada de Rede
• Endereçamento
• Identificação não individual de nós
• Roteamento
• Centrado em dados
• Classificação
• Roteamento Plano
• Roteamento Hierárquico
• Roteamento Geográfico

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• Camada de Rede

Fonte Ruiz et al. 2004
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• Áreas de aplicação
• Monitoramento de ambientes
• Agricultura de Precisão
• Outros
• Saúde
• Monitoramento de pacientes
• Militar
• Detecção de tanques inimigos

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• Monitoramento de Ambientes

Fonte Szewczyk et al., 2004
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• Monitoramento de Ambientes

Fonte Xbow, 2005
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• Agricultura de Precisão
• Construção de Mapas
• Obter informações em tempo real
• Sensores espalhados de acordo com a divisão em
  grade
• Em cada grade, diversos sensores e um nó
  sorvedouro (sink node)
• Aplicação em Parreiras
• Monitoramento
• Temperatura
• Luminosidade
• Umidade do solo e do ambiente

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• Agricultura de Precisão
• Considerações
• Proteção aos nós sensores
• Medição de outras grandezas importantes é
  necessário
• Perdas de Sensores
• Passagem de máquinas agrícolas
• Baterias

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• Casas de Vegetação

Fonte Cansado, 2003.
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• Casas de Vegetação
• Monitorar variáveis ambientais
• Temperatura
• Máxima, mínimaDiurna, noturnaDIF(Diferential
  Between Day/Night Temperature)
• Umidade
• Crescimento e hidratação
• Radiação luminosa
• Fotossíntese, intensidade luminosa, fotoperíodo
• CO2
• Nutriente(Carbono) e fotossíntese

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• Casas de Vegetação
• Monitorar de forma distribuída
• Sensores espalhados pela casa de vegetação
• Condições ambientais de forma pontual
• Estação base próxima à casa de vegetação
• Flexibilidade e facilidade na instalação

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• Casas de Vegetação
• Considerações
• Maioria das variáveis podem ser monitoradas por
  RSSF
• Mobilidade, flexibilidade e escalabilidade
• Sensoriamento distribuído
• Possibilidade de troca de baterias ou adaptação
  de fonte de alimentação

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• Considerações Finais
• RSSF na área agrícola é um campo de pesquisa
  promissor
• Possível aplicação na Zootecnia de Precisão
• Desafios
• Atuadores sem fio
• Sensores para medição de grandezas agrícolas
• Redução no tamanho dos nós sensores
• Transmissão de dados via Internet

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• Próximas etapas
• Simulação utilizando
• Network Simulator2
• Tiny OS
• Viabilidade de utilização de Tecnologia
  Adaptativa em RSSF

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Luciano GondaOrientador Prof. Dr. Carlos
Eduardo Cugnasca

• GPEC www.gpec.ucdb.br
• LAA www.pcs.usp.brlaa

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