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1 Redes de Sensores Sem Fios Descoberta de Serviços e Mobilidade Ricardo Silva #1, Jorge Sá Silva #2, Cláudio Geyer 3, Luciano da Silva 4 e Fernando Boavida #5 # Departamento de Engenharia Informática, Universidade de Coimbra Pólo II - Pinhal de Marrocos, Coimbra, PORTUGAL Sistemas Largamente Distribuídos, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Informática Av. Bento Gonçalves, 9500-Campus do Vale Bairro Agronomia - Porto Alegre - RS - BRASIL 3 4 Abstract As Redes de Sensores Sem Fios (RSSFs) têm sido um dos tópicos de intensa investigação. Apresentam-se, aliás, como uma tecnologia capaz de revolucionar conceitos de computação e de monitorização. Este artigo apresenta o desenvolvimento de uma plataforma sobre 6lowPAN, cujo objectivo é automatizar os dispositivos numa RSSF em ambientes muito dinâmicos. Todo o trabalho converge para o suporte à mobilidade e racionalização energética, apresentando uma solução para descoberta de nós e serviços - ICatchYou, baseada na presença de vários Sink Nodes. Posteriormente é ainda avaliada a utilização de soluções multicat nestes ambientes. Por último é apresentado o Medicalcare.com, como uma aplicação prática que reúne todas as inovações realizadas e apresentadas anteriormente. A. Contextualização I. INTRODUÇÃO Devido a várias evoluções tecnológicas e, particularmente, ao transístor associado à nanotecnologia, a capacidade computacional de um computador de há uns anos atrás, pode ser hoje inserida em dispositivos autónomos do tamanho de uma moeda. Tal possibilidade leva ao desenvolvimento de pequenos dispositivos para aplicação nas mais variadas áreas, como por exemplo nas telecomunicações, entretenimento ou sistemas de monitorização. Os sistemas de monitorização de última geração são, de facto, baseados em pequenos dispositivos com capacidade de computação, aos quais são acoplados um dispositivo de comunicação sem fios, memória e bateria própria, tornando-os autónomos, económicos, capazes, mas com tempo de vida limitado à bateria. Tais dispositivos quando agrupados formam o as Redes de Sensores Sem Fios - RSSFs. As RSSFs foram desenhadas para a monitorização de variadíssimos parâmetros com aplicação em áreas como a saúde, o ambiente, a indústria, a agricultura ou os transportes. As RSSFs são hoje um recurso tecnológico cujo crescimento e aplicação vão depender do actual e futuro investimento, pesquisa, desenvolvimento e mercado. É com base na rentabilização financeira que as RSSFs vão crescer e convergir para determinadas áreas, onde a sua aplicação será mais eficaz e justificável a curto prazo. No plano da comunicação, para as RSSFs foi adoptado um sistema baseado no protocolo IEEE [1], que actualmente atinge os 2.4Ghz, especialmente desenvolvido para dispositivos de capacidade limitada e PANs - Personal Area Networks. Este protocolo funciona nas camadas 1 e 2, e define dois tipos possíveis de topologia para a rede: estrela ou malha. Para tal são especificados dois tipos de dispositivos: Full Function Devices (FFDs) e Reduced Function Devices (RFDs). Os FFDs permitem três tipos de funções: PAN-coordinators, coordinators e nós finais. Os RFDs apenas têm capacidade para funcionarem como nós finais. PAN-coordinators são os nós centrais numa topologia estrela ou os cluster head de um cluster, (quando existente) numa topologia malha. Coordinators são nós com capacidade de routing mas não nós centrais. Podem contudo ser cluster heads. Estas distinções foram desenvolvidas de modo a racionalizar a energia de cada nó sensor, evitando o gasto desnecessário. No plano do software existem várias soluções, sendo a mais comum a plataforma aberta TinyOS[2]. Esta implementa a norma IEEE e explora o conceito de optimização do duty cycle. Um duty cycle ideal permite estender o tempo de vida de um nó sensor e assim aumentar a fiabilidade da rede, diminuindo os custos. Como tal, muitos algoritmos síncronos tem sido propostos, ou seja, requerendo um relógio interno e sincronizado entre todos os nós de uma mesma rede. Os algoritmos assíncronos não requerem qualquer sincronização de relógios. Como exemplos de algoritmos síncronos encontramos o SMAC[3] ou o TMAC[4]. Contudo, a sincronização provoca alguns problemas no dinamismo dos nós e, como tal, existem já algoritmos como o WiseMAC[5] ou Unsynchronized MAC mechanisms with fixed and random intervals [6] que apresentam soluções mais flexíveis mas que obrigam à manutenção interna de tabelas com o esquema de duty cycle de cada vizinho, ou com esquemas aleatórios, onde mais tarde ou mais cedo os nós se encontram acordados ao mesmo tempo, inserindo atrasos não calculáveis, mas não

2 obrigando à existência de sincronização de relógios. B. Mobilidade em RSSFs Os algoritmos descritos na secção anterior aplicam-se a ambientes estáticos limitando os cenários de aplicação das RSSFs. Estas redes, tanto devido à aplicação como à própria natureza dos nós que podem morrer ou ser substituídos, são, só por si, muito dinâmicas. Se existirem aplicações onde os nós são móveis então o problema fica ainda mais complexo. Assim, novos algoritmos ou adaptações aos anteriores têm surgido, tentando implementar o suporte para mobilidade na camada 2, integrado com o duty cycle. Entre tais algoritmos encontramse o MS-MAC[7], o MAMAC[8] ou o MMH- MAC[9]. O MS-MAC é uma evolução do S preparada para detectar novos nós através da força de sinal, acelerando os períodos de duty cycle de modo a detectar e comunicar com estes. MAMAC utiliza o modo síncrono para os nós fixos e assíncrono para os nós móveis. Os nós móveis utilizam períodos aleatórios para acordar e quando acordam enviam um beacon a anunciarse. O MMH-MAC utiliza o mesmo esquema do MAMAC mas com um protocolo mais complexo. No entanto, qualquer um destes algoritmos apenas foi simulado e todos são muito complexos. Sendo assim, acreditamos que a mobilidade não deve ser tratada a nível da camada 2, já que existem protocolos de camadas superiores que o suportam. Dadas as limitações de conectividade do IEEE com as redes convencionais e dada a imaturidade desta norma quando comparada com o protocolo IP, desde cedo surgiu a intenção de migrar o IP para as RSSFs. Assim, seria possível utilizar protocolos e aplicações já bem conhecidos sobre nós sensores e ainda comunicar directamente de qualquer ponto da Internet com qualquer sensor. Devido à limitação de endereços do IPv4 [10] a única solução seria o recurso ao IPv6[11]. Como tal, foi criado no IETF um grupo de trabalho denominado 6lowPAN [12], com o objectivo de integrar o IPv6 com o IEEE Recentemente foi lançado o RFC4919[13] onde se identificam os problemas, os objectivos e os possíveis caminhos para as soluções. Este documento define ainda como devem ser efectuadas e abordadas as principais questões relativas à mobilidade. Este grupo especificou ainda a integração desejada, nomeadamente através de uma middlelayer capaz de adaptar pacotes IP em frames e vice-versa [14]. Dadas as capacidade nativas do IPv6 a questão da mobilidade ficaria por si só resolvida nesta camada, sendo que os algoritmos para o duty cycle não necessitariam de se tornar mais complexos. Contudo esta capacidade terá de ser adaptada na middlelayer pelo 6lowPAN. Com base neste ponto têm surgido alguns documentos. Recentemente em [15] são destacados os objectivos para a implementação da mobilidade, o porquê da mobilidade e a questão da segurança em sistemas móveis. Este artigo apresenta o trabalho realizado sobre a implementação prática do 6lowPAN em nós sensores reais. Foram assim desenvolvidos mecanismos para tornarem todo o sistema autónomo, fiável e energeticamente eficiente. Como tal, na secção seguinte é apresentada uma solução que implementa a descoberta de nós e de serviços de modo automático. Na quarta secção é apresentada uma solução para garantir a mobilidade dos nós sem perda de conectividade. Na quinta secção é comprovada a eficiência do multicast em RSSFs. Na sexta secção é apresentada a aplicação da plataforma desenvolvida num caso real e na sétima e última secção são apresentadas as conclusões. II. DESCOBERTA DE NÓS E SERVIÇOS Actualmente existem já algumas implementações práticas, tanto de código aberto como soluções comerciais, do 6Low- PAN. Destaca-se neste campo a implementação apresentada em [16], inserida neste momento na distribuição do sistema TinyOS-2.x. Tal implementação respeita todo o cenário de adaptação de frames a pacotes e de pacotes a frames definido pelo 6lowPAN. Estes módulos Implementam também a fragmentação e o assemblamento de pacotes de maiores dimensões. Relativamente ao endereçamento IPv6 recorre-se ao stateless sendo o prefixo inserido manualmente. Perante tal cenário inicial, foi necessário desenvolver mecanismos que suportassem redes dinâmicas, permitindo a descoberta de novos nós e respectivos serviços, um dos pontos estudados em [13]. Com base nesta necessidade desenvolvemos o ICatchYou [17]. A. ICatchYou O ICatchYou é um mecanismo que permite aos nós anunciarem a sua presença e requererem um registo numa nova RSSF. Este mecanismo permite ainda a actualização do registo. Ao contrário de uma rede convencional onde é o ponto de acesso que emite os beacons a anunciar a presença, numa RSSFs tal não deve ser utilizado. pois elevaria o número de mensagens trocadas, o que iria esgotar rapidamente os recursos energéticos de todos os nós no raio de alcance, mesmo os nós já registados. Deste modo a solução ICatchYou define um protocolo inicializado a partir de cada nó. Quando um novo nó é ligado ou chega a uma nova rede, envia beacons a anunciarse- Se algum Sink Node (PAN coordinator) receber o beacon envia um comando para o nó parar imediatamente o envio dos beacons (poupando energia). Posteriormente trata do registo do novo nó na própria rede, atribuindo um tempo de vida ao registo com recurso ao Time-To-Live (TTL). As figuras 1 e 2 apresentam as mensagens necessárias para cada etapa do protocolo, respectivamente: registo e actualização de registo. Quando o nó recebe um WAIT de um Sink Node continua a enviar beacons por um período limitado. Ao fim desse período, se recebeu resposta de mais do que um Sink Node, o nó escolhe aquele com melhor ligação e envia-lhe um ACCEPT. O Sink Node responde pelo comando GET SERVICES que inicia o processo. Após o envio da lista de serviços, se validados, o Sink Node termina o processo enviando um TTL com determinado valor. Ao receber o TTL, o nó configura o prefixo do seu IP com o prefixo da rede a que se acabou de ligar. Antes da expiração do TTL o nó envia um RENEW directamente para o Sink Node recebendo um novo TTL. A figura 3 apresenta uma linha temporal que define o tempo do processo de registo, de vida e de actualização de registo

3 ou seja, é necessário um tradeoff entre o dinamismo do nó e o consumo energético. B. Avaliação do impacto do TTL Para testar o impacto do TTL no consumo energético foram realizados testes com diferentes valores de TTL, nomeadamente 30, 60 e 90 segundos. Nestes testes o valor para U (figura 3) foi de 20 segundos, o que força o nó a pedir a actualização do registo de 10 em 10, 40 em 40 e 70 em 70, respectivamente. Cada teste foi realizado durante uma hora, onde era pedido de 10 em 10 segundos o valor da temperatura. De 5 em 5 minutos era registado o nível de bateria. A tabela 1 resume os resultados obtidos. TABLE I IMPACTO DO TTL NO CONSUMO ENERGÈTICO. Fig. 1. Método de Registo Protocol Version Initial (mv) Final (mv) Difference (mv) 6lowPAN w/o discov. 2545, ,07 10,31 TTL= , ,65 30,42 TTL= , ,77 19,88 TTL= , ,07 14,07 XMesh 2678, ,43 19, , ,51 10,06 A mesma avaliação foi submetida a nós que corriam o 6lowPAN sem o ICatchYou, o XMesh (protocolo de uma plataforma comercial) e o IEEE sem qualquer protocolo adicional. Analisando os resultados, o TTL igual a 30 seria um caso extremo e tal reflecte-se no consumo. Os restantes valores enquadram-se com as plataformas já existentes, tendo a mais valia de suportar IP e a descoberta dinâmica de nós e serviços. O teste realizado utilizou os motes micaz e as placas sensoriais mda100cb da Crossbow [18]. Os motes micaz utilizam duas pilhas AA cujo gasto energético tem uma particularidade demonstrada na figura 4. Fig. 2. Método de Actualização para um nó sensor. O valor R define o tempo de envio de beacons, U o período sobre o qual o nó requer a actualização do registo antes deste expirar, A o tempo em que o registo está completamente activo e N o tempo a partir do qual se inicia a actualização. Fig. 3. Barra temporal ICatchYou Fig. 4. Consumo das pilhas nos micaz [19] O ICatchYou demonstrou ser um sistema eficaz, sendo que apenas requer a configuração de um parâmetro: o TTL. Para nós que se movem muitas vezes de uma rede para outra, o TTL deve ser reduzido, de modo a que um registo rapidamente expire para dar lugar a um novo registo na nova rede. Contudo não pode ser reduzido demais de modo a racionalizar energia, Segundo o estudo em [19] quando se liga o micaz as pilhas requerem um período para estabilizar, até o consumo lido ser o correcto. Na figura 4 pode-se observar essa queda inicial, sendo que, a partir de 500, o gráfico estabiliza. Todos os valores recolhidos para o teste do TTL e para os restantes testes apresentados neste artigo respeitam tal característica. Todos

4 os valores lidos são convertidos de hexadecimal para mv, segundo a formula fornecida pelo fabricante, nomeadamente: V bat = (V refxadc FS)/ADC Count (1) V ref é um valor de referência igual a 1233mV, ADC FS é de 1024 e ADC Count é o valor hexadecimal lido convertido para decimal. Testado o impacto e a fiabilidade do ICatchYou, tornou se evidente que seria necessário uma optimização de modo a convergir para um cenário móvel. Tal optimização incide no facto de um nó antes de se registar numa nova rede ter de esperar que o actual registo expire, perdendo assim tempo e possivelmente a conectividade. III. MOBILIDADE NO 6LOWPAN O ICatchYou foi a plataforma inicial sobre a qual se trabalhou para desenvolver um mecanismo sobre 6lowPAN dinâmico e autónomo. Contudo devido ao próprio protocolo, o handover entre duas redes era lento, demorado e causava a quebra de ligação. Sendo assim, no intuito de convergir para um cenário móvel seria necessário um sistema que permitisse um handover rápido e transparente. Um estudo aprofundado foi realizado e apresentado em [20]. Desse estudo resultou uma solução baseada na medição da qualidade da ligação entre o nó e o Sink Node Teoricamente o que a solução encontrada propõe é que cada nó saiba quando deve transitar de uma rede para outra de modo a nunca perder a conectividade. Como tal idealiza-se um cenário de Multi- Sink Nodes onde a conectividade é global, acompanhando o ideal do 4G. Nesse cenário existem diferentes condicionantes à qualidade do sinal, nomeadamente o ruído exterior e a velocidade de movimento do nó. Essa qualidade é medida em dbm (decibeis por milliwatt) e representa o valor do RSSI - Received Signal Strength Indication. Segundo o fabricante o valor ideal seria -46dbm e a partir daí existiria deteorização de sinal. Para testar na prática esta solução foram realizados dois testes em ambientes distintos, onde foi medida a força do sinal em relação à distância. O primeiro ambiente foi num laboratório onde existiam imensas redes wireless a funcionar na mesma frequência, e vários obstáculos físicos. O segundo ambiente foi em campo aberto livre de obstáculos e redes na mesma frequência. As tabelas II e III demonstram os resultados obtidos. TABLE II VALOR DO RSSI EM AMBIENTE DE LABORATÓRIO Distance (meters) RSSI value (HEX) RSSI value dbm 1 0xF2-59dbm 5 0xDB -82dbm 7 0xE1-76dbm 9 0xD9-84dbm 10 0xD8-85dbm 11 0xD5-88dbm 12 0xD3 Connection lost -90dbm Connection lost Ao observar os resultados denota-se que no ambiente limpo a distância é superior. Contudo o factor mais importante é que, em ambos os ambientes, o máximo suportado foram os TABLE III VALOR DO RSSI EM AMBIENTE LIMPO Distance (meters) RSSI value (HEX) RSSI value dbm 1 0xFC -49dbm 5 0xE3-74dbm 10 0xD8-85dbm 12 0xD6-87dbm 14 0xD5-88dbm 15 0xD5-88dbm 16 0xD2 Connection lost -91dbm Connection lost -88dbm, quebrando-se a ligação nos valores seguintes. Assim, achou-se o que mais tarde se chamou de ponto de Ruptura ou ponto R. Sabendo que a partir de R não existiria ligação, o nó deveria mudar de Sink Node antes de atingir R. Portanto, seria necessário achar um ponto a partir do qual o nó saberia que teria de se ligar a outro Sink Node A esse ponto foi chamado ponto Critico ou ponto C. A obtenção do ponto C varia do c, onde: c = EixV (2) Ei representa o ruído ambiental e V a velocidade de movimentação do nó. Quanto maior for o ruído ambiental (Ei) e a velocidade (V), maior terá de ser o 4c de modo a evitar que o nó perca a conectividade. A figura 5 mostra o processo. Fig. 5. Barra de valores para o RSSI Como se pode observar o Ei é calculado através da diferença entre o valor do nó num dado instante menos o valor ideal. Essa diferença reflecte o nível de poluição que afecta o sinal naquele instante e naquele local. Perante tal implementação, o nó mantém o protocolo ICatchYou, registando-se e actualizando a sua ligação consoante a sua velocidade. Se o nó detecta que o sinal se está a degradar, tenta encontrar um outro Sink Node na área com melhor cobertura. Para tal, inicia o processo de registo enviando comandos REG, sem terminar o registo actual. Deste modo, permite-se que o registo actual apenas termine quando o nó já se encontra registado no novo Sink Node garantindo um handover eficaz, sem perda de ligação. IV. COMUNICAÇÃO MULTICAST Desenvolvido e resolvido o problema da descoberta de novos nós, serviços e mobilidade, a próxima etapa foi construir um sistema fiável, autónomo e rentável, com suporte IPv6, onde fosse possível optimizar a comunicação, sendo que é neste campo que os nós sensores despendem a maior parte da energia. Conhecendo o funcionamento do IEEE e principalmente da implementação do 6lowPAN utilizada e disponível com o TINYOS-2.x, estudou-se em [21] a utilização

5 do multicast em RSSFs de modo a reduzir o número de mensagens trocadas na rede. Tendo em consideração os objectivos de uma aplicação, nomeadamente a monitorização de um objecto, os nós de uma rede são facilmente agrupados. No campo da gestão existe o IGMP [22] para IPv4 e o MLD, que está inserido no ICMP[23] para o IPv6. Para o encaminhamento existem protocolos convencionais como o PIM-SM [24] ou o SSM [25]. Contudo estes protocolos de encaminhamento não foram desenhados para serem aplicados em dispositivos de recursos limitados, tendo surgido nesta área protocolos como o MAODV[26] ou o ODMRP[27]. Estes últimos foram inicialmente desenhados para redes ad-hoc convencionais, mas a sua aplicação pode também ser aplicada nas RSSFs. Dada a complexidade do multicast em RSSFs, a selecção do protocolo utilizado foi deixado para estudos posteriores. Nesta fase pretendeu-se comparar o impacto, num mesmo serviço, entre usar mensagens unicast e mensagens multicast. Como tal, para a avaliação não seria necessário qualquer protocolo, tendo sido suficiente o adição manual do grupo a que cada nó pertencia. Como referido anteriormente, os nós partilham o mesmo ambiente. Em IEEE cada nó possui um identificador único e sempre que se pretende comunicar directamente com um certo nó, é esse identificador que funciona como endereço. Contudo, o IEEE também define um endereço de broadcast, abrangendo todos os nós de um determinado grupo numa mesma área. Com base nesta capacidade, a implementação de 6lowPAN utilizada faz uso do endereço de broadcast para qualquer mensagem enviada, filtrando apenas a mensagem, consoante o seu IP de destino, na camada do 6lowPAN. A figura 6 ilustra este procedimento. Aos três sensores era solicitado o valor da bateria a cada 60 segundos. Cada avaliação durou uma hora e foram realizadas três avaliações, uma com unicast, uma com multicast e outra idle, onde apenas foi requisitado o valor da bateria de 60 em 60 segundos, de modo a servir como base de comparação. A figura 7 ilustra o cenário de teste e a figura 8 apresenta os resultados obtidos. Após a conclusão do teste, confirmouse o que seria de esperar, ou seja, quanto maior o número de mensagens trocadas na rede, maior o gasto energético em qualquer um dos nós, mesmo que este não seja interveniente no processo. Esta conclusão é grave e os números ilustrados na figura 8 demonstram esta situação. Para avaliar de forma detalhada esta questão começou-se por verificar os valores em idle, ou seja, só com os pedidos de bateria o três nós sensores gastaram cerca de 10,5-11 mv numa hora. No caso do multicast, os nós membros, que recebem e respondem aos pedidos, gastaram cerca de 22mV, enquanto que o nó não membro gastou 15,9mV Ou seja, mais 5mV do que em idle, isto sem ter realizado qualquer tarefa adicional. Em unicast o cenário piora e o nó não-membro gasta cerca de 26,89mV, ou seja, mais 16mV que em idle Resumindo, o nó não-membro durante os três testes apenas reportou o valor da bateria a cada 60 segundos. Contudo, devido ao facto de se encontrar sob inúmeras trocas de mensagens, a sua energia foi se dissipando proporcionalmente ao número de mensagens trocadas. Fig. 6. Recepção de um pacote UDP[16] Fig. 7. Topologia teste A mensagem broadcast é recebida e aceite por qualquer nó na área, sendo, posteriormente, processada nas camadas superiores. É nessas camadas, nomeadamente na camada 6lowPAN, dentro do método IPv6Input() (figura 6) que o pacote é filtrado consoante o endereço de destino. Ou seja, é nesta fase que o nó verifica se aquele pacote recebido é para ele ou não. Todo este processamento adicional pode ter consequências no consumo energético e condicionalmente no tempo de vida de cada nó. Perante tal possibilidade realizaram-se testes onde se comparou o gasto energético de uma rede, utilizando unicast e multicast. O teste consistiu em utilizar três nós sensores, todos com a mesma qualidade de sinal relativamente ao Sink Node, sendo que apenas dois pertenciam a um grupo. A esse grupo era solicitada a temperatura lida a cada segundo. Fig. 8. Resultados comparativos entre unicast e multicast.

6 Tais resultados levam à conclusão, que sob estas condições, utilizando esta implementação do 6lowPAN distribuída com o TinyOS-2.x, é claramente mais eficaz utilizar multicast sempre que possível em detrimento do unicast, diminuindo o número total de mensagens trocadas na rede. V. MEDICALCARE.COM Desenvolvido e optimizado um sistema de RSSFs baseado em IPv6, fiável e autónomo, surgiu a oportunidade de o aplicar numa plataforma real. Medicalcare.com tem como objectivo a monitorização de pacientes acamados nos cuidados intensivos. Tais pacientes, em determinadas situações, tendem em perder peso muito rapidamente e tal fenómeno necessita de ser detectado a tempo, de modo a conseguir salvar o paciente. Também devido à situação de acamados, os pacientes têm de ser virados de tempos em tempos, sendo que é também necessário detectar se um paciente foi virado, ou avisar que um paciente precisa de ser virado. Recorrendo às RSSFs, tal pretensão é possível em baixo custo recorrendo a fitas de pressão ligados aos nós sensores. Essas fitas serão colocadas debaixo dos colchões e utilizadas pelos nós sensores para monitorizar o peso de cada paciente. Para implementar um protótipo desta solução foi necessário adquirir fitas de pressão, integrá-las com os nós sensores e respectivas placas sensoriais disponíveis, nomeadamente os micaz com as mda100cb da Crossbow[18]. A figura 9 apresenta o protótipo criado. os acontecimentos. A figura 10 resume as funções do Servidor Central. Fig. 10. Esquema da aplicação do Servidor Central Observando a figura 10 verifica-se que a aplicação do Servidor Central é constituída por diversos módulos. Esta aplicação permite a ligação com novos ou já registados Sink Nodes, permite registar novos nós sensores automaticamente e atribui-los a pacientes inseridos numa base de dados. A gestão de pacientes é assim suportada, podendo estes ser adicionados, actualizados ou removidos. A aplicação suporta ainda um sistema de alarme que detecta quando ocorrem situações anómalas. Fornece ainda um website que permite uma monitorização em tempo real e em qualquer lugar. Quando a aplicação é iniciada, os Sink Nodes instalados ao registarem um nó novo reportam esse facto para o Servidor Central. No Servidor Central esse novo nó é atribuído ao respectivo paciente. Durante os primeiros 30 segundos é calculada a média do peso do paciente. Ao longo do funcionamento, se o peso medido ultrapassar um desvio padrão previamente definido, é despoletado um alerta e o paciente socorrido. Todos os pedidos ao valor do peso são realizados por multicast no sentido Servidor Central nó sensor. A figura 11 apresenta a aplicação central com o alarme despoletado. Fig. 9. Micaz + mda100cb + fita de pressão Para ter um sistema completo e eficiente, o nó corre 6low- PAN e ICatchYou utilizando comunicação multicast sempre que possível. Foi também necessário a programação de um driver em TinyOS-2.x para ler os dados da fita de pressão. Para este protótipo fazer sentido foi ainda necessário criar uma aplicação para o Sink Node e uma aplicação para um Servidor Central. A aplicação para o Sink Node respeita o protocolo ICatchYou e está preparada para comunicar com o Servidor Central. O Servidor Central é uma máquina que corre a aplicação mãe, onde são controlados e monitorizados todos Fig. 11. Aplicação do Servidor Central Este cenário foi desenvolvido em laboratório futuro será avaliado em ambiente real, com vários Multi Sink Nodes

7 dispersos por um hospital. Assim, utiliza a capacidade de handover desenvolvida a partir do ICatchYou. Entende-se que mesmo que um paciente esteja acamado, este pode ser transportado entre salas e é, por isso, importante acompanhar essa movimentação, não interrompendo a monitorização do paciente. VI. CONCLUSÃO As RSSFs são hoje em dia foco de muita atenção e dedicação por parte de investigadores a nível mundial. Muito se tem trabalhado nestas áreas, desenvolvendo o hardware, evoluindo o software, optimizando os modos de comunicação, com o objectivo de encontrar um desempenho superior, com um tempo útil de vida a baixo custo. É com base nesse desempenho que surge o 6lowPAN, com o intuito de utilizar a pilha protocolar IP sobre este tipo de redes. Algumas soluções já se encontram implementadas e até comercializadas. Contudo muito há por fazer. Neste artigo apresentou-se um estudo inicial sobre a mobilidade das RSSFs, potencialidades, aplicações e objectivos. Foi proposta uma implementação - ICatchYou, para a descoberta de nós e serviços de forma autónoma. Foi também com base nesse sistema que se optimizou o ICatchYou de modo a suportar mobilidade entre várias redes sem perder a conectividade. Posteriormente avaliou- se o impacto da troca de mensagens nos nós vizinhos justificando, assim, o recurso ao multicast, de modo a diminuir o número de mensagens trocadas na rede e aumentando a esperança media de vida dos nós sensores. Todo este desenvolvimento foi ainda aplicado num protótipo referente a uma necessidade prática, real e crítica: a monitorização do peso dos doentes nos cuidados intensivos. O Medicalcare.com é um sistema baseado em três aplicações, uma base de dados e um web site, utilizado para detectar alterações, em tempo real, do peso dos pacientes e activar alarmes de modo a que uma equipa de profissionais proceda ao socorro do paciente. Este sistema utiliza o 6lowPAN com o ICatchYou, com Multi Sink- Nodes e comunicação multicast. 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