Autores: Ruy de Oliveira Wendell Farias

Transcrição

1 Autores: Ruy de Oliveira Wendell Farias

2 Tópicos Introdução às Redes de Sensores Sem Fio RSSF Modos de funcionamento Principais aplicações dessas redes Desafios Considerações Finais Demonstrações RSSF 2

3 RSSF:Redes de Sensores??? Conjunto de dispositivos(nó) de tamanho reduzido, baixo consumo de energia e baixo custo. 3

4 Vantagens das Redes de Sensores 1. Possibilitam monitoramento ambiental com mínima intervenção humana 2. Permitem reconfiguração remota dos equipamentos no campo 3. Estendem conectivade no campo 4. Facilitam medições em regiões inóspitas 5. Proveem confiabilidade 6. Possibilitam custo reduzido 4

5 Redes de Sensores: Desafios 1. Definir as melhores opções de Hardware e Software para o ambiente monitorado 2. Obter equipamentos de baixo custo e com Hardware simples capazes de: a. Realizar processamento apropriado b. Enviar dados c. Ler parâmetros medidos pelos sensores d. Comunicar com outros nós da rede 3. Desenvolver dispositivos eficientes em termos de consumo de energia 5

6 Onde são usadas as RSSF? a. Monitoramento ambiental b. Monitoramento de Pacientes c. Agricultura de precisão d. Paisagismo e Urbanismo e. Indústria f. Casa inteligente 6

7 Onde é usado? No Meio Ambiente. Monitoramento Florestal Biologia Marinha Monitoramento Sismico 7

8 Onde é usado? Na Saúde Monitoramento do corpo humano 8

9 Onde é usado? Na Agricultura 9

10 Onde é usado? No Paisagismo e Urbanismo 10

11 Onde é usado? Na Indústria. 11

12 Características dos Sensores Composição de um nó Pilha de Protocolos Dispositivos de Hardware Existentes Dispositivos de Software Existentes Distribuição dos Sensores no Espaço geográfico 12

13 Composição de um nó Sensor de comunicação Armazenamento Dados Sensores de aquisição de informação Nós autônomos: 1. Comunicação. 2. Processamento; 3. Sensoriamento; 13

14 Pilha de Protocolos Física Enlace Rede Transporte 14

15 Dispositivos de Hardware Existentes 1. Mica: Mica2, Mica2dot e MicaZ; 2. TmoteSKY; 3. Btnode; 4. Intelmote2; 5. Cricquet; 6. Eyes; 7. Bean; 8. Motes; 9. IEEE : zigbee. 15

16 Dispositivos de Software Existentes 1. TinyOS; 10. SenOS; 2. SOS; 11. PICOS; 3. FreeTROS; 12. Scylla; 4. Btnut; 13. MagnetOS; 5. Yatos; 14. Bertha; 6. ECOS; 15. Maté; 7. Mate; 16. SensorWare 8. OSPM; 9. EyesOS; 16

17 Distribuição dos Sensores no Espaço geográfico Regular ou Irregular? Otimizar uso dos sensores Melhorar roteamento 17

18 rupos de RSSF Composição o Homogênea o Heterogênea Organização o Hierárquica o Plana Mobilidade o Estacionária o Móvel Densidade o Balanceada o Densa o Esparsa Distribuição o Irregular o Regular 18

19 Composição RSSF Homogênea 19

20 Composição RSSF Heterogênea 20

21 Organização RSSF Hierárquica: Árvore : Ponte para outras Redes 21

22 Organização RSSF Plana: Estrela : Ponte para outras Redes 22

23 Organização RSSF Plana: Malha : Ponte para outras Redes 23

24 Mobilidade RSSF Estacionária Monitoramento Sismico 24

25 Mobilidade RSSF Móvel Biologia Marinha 25

26 Densidade RSSF Balanceada : Ponte para outras Redes Área Monitorada 26

27 Densidade RSSF Densa : Ponte para outras Redes Área Monitorada 27

28 Densidade RSSF Esparsa Área Monitorada : Ponte para outras Redes 28

29 Distribuição RSSF Irregular Área Monitorada : Ponte para outras Redes 29

30 Distribuição RSSF Regular Área Monitorada : Ponte para outras Redes 30

31 Sensores Próprios para Cada Indoor Outdoor Ambiente 31

32 Ambientes Internos: Indoor 32

33 Ambientes Externos: Outdoor 33

34 Maneiras de Coleta de Dados da Periódica Contínua Reativa Tempo Real Rede 34

35 Coleta Dados: Periódica A coleta ocorre em intervalos de tempo préprogramados 35

36 Coleta Dados: Contínua Dados medidos são enviados continuamente ao Data Center 36

37 Coleta Dados: Reativa Dados são medidos sob demanda 37

38 Coleta Dados: Tempo Real O tempo de resposta é fundamental 38

39 Sistema de Comunicação entre os Nós Disseminação Tipo de Conexão Transmissão Alocação de Canal Fluxo de Informação 39

40 Disseminação RSSF Programada Área Monitorada : Ponte para outras Redes Intervalo: 5 em 5s 40

41 Disseminação RSSF Contínua Área Monitorada : Ponte para outras Redes Transmissão contínua 41

42 Disseminação RSSF Sob Demanda Área Monitorada : Ponte para outras Redes Transmissão solicitada 42

43 Tipo de Conexão RSSF Simétrica: Mesmo Alcance Área Monitorada : Ponte para outras Redes 43

44 Tipo de Conexão RSSF Assimétrica: Alcance Diferente Área Monitorada : Ponte para outras Redes 44

45 Transmissão RSSF Simplex: Só Transmite Tx Área Monitorada : Ponte para outras Redes Tx 45

46 Transmissão RSSF Half-duplex: Hora Transmite Hora Recebe : Ponte para outras Redes Tx Área Monitorada Rx 46

47 Transmissão RSSF Full-duplex: Transmite e Recebe : Ponte para outras Redes Tx Rx Área Monitorada Tx 47

48 Alocação de Canal RSSF Estática: FDMA,TDMA, CDMA,SDMA, OFDM. : Ponte para outras Redes Área Monitorada 48

49 Alocação de Canal RSSF Dinâmica: Disputa de canais Área Monitorada : Ponte para outras Redes 49

50 Considerações Finais As RSSF podem ser facilmente adaptadas para diferentes cenários Há sempre um compromisso entre desempenho e consumo de energia A escolha da arquitetura de software mais apropriada não é tarefa trivial... 50