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1 Impressão do Formulário LINHA DE FOMENTO/CHAMADA PROPOSTA IDENTIFICAÇÃO PROPOSTA Editais/Chamadas / CTINFO / Chamada Conjunta SEPINCNPqFINEP01/2002 Programa de Apoio à Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação em Tecnologia da Informação PD&ITI. PROPONENTE INSTITUIÇÃO PROPONENTE UFMG / Departamento de Ciência da Computação MODALIDADE DE CONTRATAÇÃO Individual 1

2 PROJETO DADOS GERAIS TÍTULO Arquitetura, protocolos, gerenciamento, e aplicações em redes de sensores sem fio SIGLA ReSensor DATA DE INÍCIO 01/ meses URL PALAVRAS CHAVE redes de sensores sem fio;rssf;rede adhoc;wireless sensor network;; RESUMO O avanço que tem ocorrido na área de microprocessadores, novos materiais de sensoriamento, micro sistemas eletromecânicos (MEMS Micro ElectroMecanical Systems) e comunicação sem fio tem estimulado o desenvolvimento e uso de sensores "inteligentes" em áreas ligadas a processos físicos, químicos, biológicos, dentre outros. É usual ter uma ou mais modalidades sensoriais e um núcleo microcontrolador com interface de comunicação sem fio num único chip. Normalmente o termo "sensor inteligente" é aplicado ao chip que contém o sensor com capacidade de processamento de sinais e comunicação de dados. A tendência é produzir esses sensores em larga escala, barateando o seu custo, e investir ainda mais no desenvolvimento tecnológico desses dispositivos, levando a novas melhorias e capacidades. Atualmente, já é possível adquirir no mercado sensores com as características descritas acima. Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) normalmente possuem um grande número de nodos sensores distribuídos numa região geográfica, têm restrições de consumo de energia, e devem possuir mecanismos para autoconfiguração e adaptação devido a problemas como falhas de comunicação e perda de nodos. Uma RSSF tende a ser autônoma, está inserida no ambiente onde a aplicação é executada, requer um alto grau de cooperação para executar as tarefas definidas para a rede e deve considerar a energia disponível nos nodos ao executar qualquer tarefa. Isto significa que protocolos de comunicação, algoritmos distribuídos e soluções tradicionais devem ser revistas para esse tipo de ambiente. Os desafios e considerações de projeto de RSSFs vão muito além das redes tradicionais. O tem uma riqueza de biodiversidade que precisa ser conhecida e monitorada por grupos de pesquisa e empresas de base tecnológica nacionais, organizações nãogovernamentais, e, eventualmente, explorada de forma ordenada. As RSSFs podem ajudar decisivamente nas atividades de identificação, monitoramento e preservação dessa riqueza ambiental. Além da biotecnologia, linhas de produção, infraestruturas de transporte, comércio tradicional e outros sistemas podem ser monitorados e controlados por RSSFs. Atualmente já existem exemplos concretos da utilização dessas redes utilizando essa tecnologia em indústrias petroquímicas e na construção civil. O objetivo comum é ter um melhor controle de processos físicos e informação de melhor qualidade sobre os eventos importantes que estão sendo monitorados e controlados em tempo real ou não dependendo do tipo de aplicação. O problema focalizado nesta proposta é o projeto de Redes de Sensores Sem Fio para uma dada aplicação chave. A rede poderá ser empregada em aplicações como, por exemplo, a monitoração de focos de incêndio numa dada região. No entanto, o objetivo é que os resultados deste trabalho sejam utilizados em outras aplicações. Os processos e fundamentos científicos necessários ao desenvolvimento dessa aplicação serão propostos e estudados durante o projeto. O projeto será executado em parceria de três instituições acadêmicas, o Departamento de Ciência da Computação da UFMG, o Departamento de Informática da UFPe e o Departamento de Engenharia Elétrica da UFMG. A participação dos pesquisadores nos seus respectivos departamentos 2

3 PROJETO DADOS GERAIS é integral, em praticamente todas as atividades institucionais. O projeto consiste de 27 atividades de estudo, pesquisa, desenvolvimento de software de aplicação de monitoração de ambientes físicos, desenvolvimento de uma rede de sensores sem fio, divulgação de resultados, entre outras. 3

4 PROJETO ÁREAS DE CONHECIMENTO DA ÁREA Arquitetura de Sistemas de Computação Sistemas Eletrônicos de Medida e de Controle PREDOMINANTE SIM PROJETO SETORES DE APLICAÇÃO DO SETOR Desenvolvimento de programas (software) Silvicultura, exploração florestal e serviços relacionados Serviços coletivos prestados pela administração pública na esfera da defesa Fabricação de máquinas, aparelhos e equipamentos de sistemas eletrônicos d PREDOMINANTE SIM 4

5 PROJETO INSTITUIÇÕES FUNÇÃO Executora Colaboradora Colaboradora DA INSTITUIÇÃO UFMG / Departamento de Ciência da Computação UFPE / Departamento de Informática UFMG / Departamento de Engenharia Elétrica 5

6 PROJETO EQUIPE 48 4 Coordenador /10/ Pesquisador /02/1960 Geraldo Robson Mateus 48 4 Pesquisador /10/1954 Mario Fernando Montenegro Campos 48 4 Pesquisador /10/ Pesquisador /02/1964 Antonio Otávio Fernandes 48 4 Pesquisador /07/1960 Diógenes Cecílio da Silva Júnior 48 4 Pesquisador /11/1960 Djamel Fawzi Hadj Sadok 48 4 Pesquisador 6

7 PROJETO EQUIPE /01/1960 Argélia Judith Kelner 48 4 Pesquisador /08/1954 Leonardo Barbosa e Oliveira /01/1978 Waldir Ribeiro Pires Júnior /02/1978 Claúdio Márcio de Souza Vicente /09/1978 Ana Paula Ribeiro da Silva /05/1975 Daniel Fernandes Macedo /11/1980 Isabela Guimarães Siqueira /10/1980 7

8 Luiz Henrique Valle Xavier PROJETO EQUIPE /12/1978 8

9 PROJETO EQUIPE 9

10 PROJETO EQUIPE Carlos Alberto Kamienski Pesquisador /01/

11 DA ATIVIDADE Estudos iniciais PROJETO ATIVIDADES 1 6 Entendimento do problema e fundamentação científica Estudos iniciais: estudo e entendimento do problema de monitoramento a ser abordado no projeto e das tecnologias relacionadas com redes de sensores. Geraldo Robson Mateus Mario Fernando Montenegro Campos Antonio Otávio Fernandes Diógenes Cecílio da Silva Júnior Djamel Fawzi Hadj Sadok Judith Kelner DA ATIVIDADE Fundamentação científica 1 24 Entendimento do problema e fundamentação científica (percentual) Fundamentação científica: aquisição dos fundamentos científicos necessários ao desenvolvimento da solução científica e tecnológica para o problema de monitoração de ambientes com redes de sensores sem fio, ou seja o estado da arte. Este é um item de validade permanente. Geraldo Robson Mateus Mario Fernando Montenegro Campos Antonio Otávio Fernandes Diógenes Cecílio da Silva Júnior Djamel Fawzi Hadj Sadok Judith Kelner DA ATIVIDADE 11

12 Definição do processo de desenvolvimento PROJETO ATIVIDADES Geraldo Robson Mateus 3 4 Processos e metodologias de desenvolvimento definidos (percentual) Definição do processo de desenvolvimento: definição de um processo de engenharia e desenvolvimento tecnológico para o projeto, incluindo o processo de desenvolvimento de software. Geraldo Robson Mateus Mario Fernando Montenegro Campos Antonio Otávio Fernandes Diógenes Cecílio da Silva Júnior Djamel Fawzi Hadj Sadok Judith Kelner DA ATIVIDADE Estudo e escolha da aplicação 7 4 Protótipo de software construído (percentual) Estudo e escolha da aplicação: será feito um estudo das características e de viabilidade da aplicações de monitoração de ambientes remotos. Uma aplicação chave será escolhida. Geraldo Robson Mateus Mario Fernando Montenegro Campos Antonio Otávio Fernandes Diógenes Cecílio da Silva Júnior Djamel Fawzi Hadj Sadok Judith Kelner DA ATIVIDADE 12

13 Especificação do primeiro protótipo da aplicação PROJETO ATIVIDADES Protótipo de software construído (percentual) 5. Especificação do primeiro protótipo da aplicação: especificação de requisitos da aplicação a ser desenvolvida DA ATIVIDADE Aquisição de programas Protótipo de software construído (percentual) 6. Aquisição de programas: plataformas de software e outros programas poderão ser adquiridos para compor a aplicação. DA ATIVIDADE Desenvolvimento do primeiro protótipo da aplicação Protótipo de software construído (percentual) 7. Desenvolvimento do primeiro protótipo da aplicação. Inclui testes. DA ATIVIDADE Especificação do primeiro protótipo da rede de sensores 13

14 PROJETO ATIVIDADES Protótipo de hardware construído (percentual) 8. Especificação do primeiro protótipo da rede de sensores: especificação de requisitos de hardware e software da rede a ser construída. DA ATIVIDADE Especificação de equipamentos e dispositivos da rede para aquisição Protótipo de hardware construído (percentual) 9. Especificação de equipamentos e dispositivos da rede para aquisição: serão feitas compras, encomendas à indústria local ou eventuais desenvolvimentos. DA ATIVIDADE Aquisição de equipamentos e dispositivos Protótipo de hardware construído (percentual) 10. Aquisição de equipamentos e dispositivos DA ATIVIDADE Construção e montagem da primeira rede protótipo. 14

15 14 8 PROJETO ATIVIDADES 4. Protótipo de hardware construído (percentual) 11. Construção e montagem da primeira rede protótipo. Inclui testes em laboratório DA ATIVIDADE Demonstração de uso do primeiro protótipo da rede e aplicação Mario Fernando Montenegro Campos Sistemas e conceitos demonstrados (percentual) 12. Demonstração de uso do primeiro protótipo da rede e aplicação: em conjunto com a aplicação desenvolvida, em ambiente extra laboratório. Mario Fernando Montenegro Campos DA ATIVIDADE Avaliação da experiência feita nos primeiros dois anos Sistemas e conceitos demonstrados (percentual) 13. Avaliação da experiência feita nos primeiros dois anos. DA ATIVIDADE Especificação do segundo protótipo da aplicação Protótipo de software construído (percentual) 14. Especificação do segundo protótipo da aplicação: especificação de requisitos da 15

16 aplicação com melhorias, correções, ampliações Geraldo Robson Mateus Mario Fernando Montenegro Campos Antonio Otávio Fernandes Diógenes Cecílio da Silva Júnior Djamel Fawzi Hadj Sadok Judith Kelner DA ATIVIDADE Aquisição de programas para o segundo protótipo PROJETO ATIVIDADES Protótipo de software construído (percentual) 15. Aquisição de programas para o segundo protótipo: plataformas de software complementares e outros programas poderão ser adquiridos para compor a aplicação. DA ATIVIDADE Desenvolvimento do segundo protótipo da aplicação Protótipo de software construído (percentual) 16. Desenvolvimento do segundo protótipo da aplicação. Inclui testes. DA ATIVIDADE Especificação do segundo protótipo da rede de sensores

17 PROJETO ATIVIDADES 4. Protótipo de hardware construído (percentual) 17. Especificação do segundo protótipo da rede de sensores: especificação de requisitos de hardware e software da rede a ser construída, tendo como base a experiência adquirida. DA ATIVIDADE Especificação de equipamentos e dispositivos da rede para aquisição Protótipo de hardware construído (percentual) 18. Especificação de equipamentos e dispositivos da rede para aquisição: serão feitas compras, encomendas à indústria local ou eventuais desenvolvimentos. DA ATIVIDADE Aquisição de equipamentos e dispositivos para o segundo protótipo Protótipo de hardware construído (percentual) 19. Aquisição de equipamentos e dispositivos para o segundo protótipo. DA ATIVIDADE Construção e montagem da segunda rede protótipo 17

18 PROJETO ATIVIDADES Protótipo de hardware construído (percentual) 20. Construção e montagem da segunda rede protótipo. Inclui testes em laboratório DA ATIVIDADE Demonstração de uso do segundo protótipo da rede e aplicação Mario Fernando Montenegro Campos Sistemas e conceitos demonstrados (percentual) 21. Demonstração de uso do segundo protótipo da rede e aplicação: em conjunto com a aplicação desenvolvida, em ambiente extra laboratório. Mario Fernando Montenegro Campos DA ATIVIDADE Avaliação da experiência feita nos quatro anos do projeto Sistemas e conceitos demonstrados (percentual) 22. Avaliação da experiência feita nos quatro anos do projeto. Inclui avaliação dos produtos desenvolvidos no projeto e possibilidades de transferência tecnológica DA ATIVIDADE Realização de quatro workshops do projeto Antonio Otávio Fernandes 18

19 Eventos organizados (percentual) PROJETO ATIVIDADES 23. Realização de quatro workshops do projeto. Antonio Otávio Fernandes DA ATIVIDADE Publicação de artigos em periódicos Djamel Fawzi Hadj Sadok 24. Publicação de artigos em periódicos Resultados divulgados (unidades) Djamel Fawzi Hadj Sadok DA ATIVIDADE Publicação de artigos em conferências Judith Kelner 25. Publicação de artigos em conferências Resultados divulgados (unidades) Judith Kelner DA ATIVIDADE Formação de mestres Recursos humanos formados (unidades) 19

20 PROJETO ATIVIDADES 26. Formação de mestres. Orientação, pesquisa, desenvolvimento, redação e defesa. DA ATIVIDADE Formação de doutores Recursos humanos formados (unidade) 27. Formação de doutores. Orientação, pesquisa, desenvolvimento, redação e defesa. 20

21 DO RESULTADO Problema e fundamentação científica entendidos PROJETO RESULTADOS TIPO QUANTIDADE Relatório de pesquisa 1 1. Problema e fundamentação científica entendidos: entendimento do problema de monitoramento a ser abordado no projeto. Aquisição dos fundamentos científicos necessários ao desenvolvimento da solução científica e tecnológica para o problema de monitoração de ambientes com redes de sensores sem fio, ou seja o estado da arte. Este é um item de validade permanente. DO RESULTADO Processos e metodologias de desenvolvimento definidos TIPO QUANTIDADE Processo ou técnica 2 2. Processos e metodologias de desenvolvimento definidos: definição de um processo de engenharia e desenvolvimento tecnológico para o projeto, incluindo o processo de desenvolvimento de software. Domínio dos processos de engenharia e de desenvolvimento tecnológico, incluindo a metodologia de desenvolvimento de software DO RESULTADO Sistemas e conceitos demonstrados TIPO QUANTIDADE Relatório de pesquisa 2 3. Sistemas e conceitos demonstrados: demonstração dos conceitos e idéias desenvolvidos no decorrer do projeto em ambiente real controlado, p.ex., uma área de reserva florestal ou biológica, utilizando a rede de sensores e aplicação de monitoramento. DO RESULTADO Protótipo de hardware construído TIPO QUANTIDADE Produto tecnológico 1 4. Protótipo de hardware construído: o projeto visa a construção de protótipos de redes de sensores sem fio. Uma rede protótipo composta de centenas de sensores com comunicação sem fio, interfaces para rede fixa (infraestrurada), conexão com Internet DO RESULTADO Protótipo de software construído TIPO Software QUANTIDADE 5. Protótipo de software construído: o projeto visa a construção de programas de aplicação de monitoramento ambiental, distribuídos entre a rede fixa e a rede sem fio. A aplicação deve coletar dados do ambiente através da rede de sensores e apresentálos para visualização ou processamento. DO RESULTADO 1 21

22 Recursos humanos formados PROJETO RESULTADOS TIPO Dissertação de mestrado QUANTIDADE Recursos humanos formados: 20 mestres e 12 doutores. Capacitação equivalentes de profissionais graduados e pósgraduados DO RESULTADO Recursos humanos formados TIPO QUANTIDADE Tese de doutorado Recursos humanos formados: 20 mestres e 12 doutores. Capacitação equivalentes de profissionais graduados e pósgraduados DO RESULTADO Resultados divulgados TIPO QUANTIDADE Trabalho publicado em anais de evento Resultados divulgados: publicação de 10 artigos em revistas científicas e técnicas de qualidade, publicação de 42 artigos completos em conferências da área. DO RESULTADO Resultados divulgados TIPO QUANTIDADE Artigo publicado em periódicos Resultados divulgados: publicação de 10 artigos em revistas científicas e técnicas de qualidade, publicação de 42 artigos completos em conferências da área. DO RESULTADO Eventos organizados TIPO QUANTIDADE Organização de evento 4 8. Eventos organizados: a realização de quatro workshops internos para a equipe e convidados, com objetivo de discutir os rumos e resultados do projeto. 22