Redes De Sensores Sem Fio

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

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