Redes de Sensores sem Fio

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Apresentação baseada no artigo: Rede de Sensores Sem Fio
Antonio A.F. Loureiro, José Marcos S. Nogueira, Linnyer Beatrys Ruiz, Raquel Aparecida de Freitas Mini, Eduardo Freire Nakamura, Carlos Maurício Seródio Figueiredo

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Redes de Sensores sem Fio

  1. 1. Redes de Computadores II Prof. Adilson MendesRede de Sensores sem Fio Jéssica Mendes Antunes Luz Paula Peçanha Gonçalves
  2. 2. Apresentação baseada no artigo: Rede de Sensores Sem Fio Antonio A.F. Loureiro, José Marcos S. Nogueira,Linnyer Beatrys Ruiz, Raquel Aparecida de Freitas Mini, Eduardo Freire Nakamura, Carlos Maurício Seródio Figueiredo http://homepages.dcc.ufmg.br/~loureiro/cm/docs/sbrc03.pdf
  3. 3. IntroduçãoNa década de 1990, houve um grande avanço tecnológiconas áreas de sensores, circuitos integrados e comunicaçãosem fio, que levou a criação de redes de sensores sem fio.O avanço desses tem estimulado o desenvolvimento e usode sensores “inteligentes” em áreas ligadas a processosfísicos, químicos, biológicos, dentre outros.
  4. 4. ConceitosSensor: Um sensor é essencialmente um dispositivo demedição e como tal possui uma incerteza associada à sualeitura.Rede sem fio: rede que permite transferência de dadossem cabeamento.
  5. 5. O que é?Rede de sensores sem fio (RSSF) é uma composiçãode nós que se intercomunicam transmitindo – de maneiraotimizada – informações coletadas em um dado meio, a fimde monitorar as atividades deste.
  6. 6. Redes de sensores sem fio (RSSF)As principais características de uma rede sensorial são: osensor, o observador e o fenômeno.● O fenômeno é o objeto de estudo do observador, é o que esta sendo monitorado pela rede sensorial.● O sensor é quem faz a monitoração do fenômeno que esta sendo analisado e repassa informações para o observador.● O observador é o usuário final que deseja estudar e obter respostas sobre o fenômeno.
  7. 7. Áreas de aplicação● Ambiente. Para monitorar variáveis ambientais em locais internos como prédios e residências, e locais externos como florestas, desertos, oceanos, vulcões, etc.
  8. 8. Áreas de aplicação● Controle. Para prover algum mecanismo de controle, seja em um ambiente industrial ou não. Por exemplo, sensores sem fio podem ser embutidos em “peças” numa linha de montagem para fazer testes no processo de manufatura.● Tráfego. Para monitorar tráfego de veículos em rodovias, malhas viárias urbanas, etc.● Segurança. Para prover segurança em centros comerciais, estacionamentos, etc.
  9. 9. Áreas de aplicação● Medicina/Biologia. Para monitorar o funcionamento de órgãos como o coração, detectar a presença de substâncias que indicam a presença ou surgimento de um problema biológico, seja no corpo humano ou animal.
  10. 10. Áreas de aplicação● Militar. Para detectar movimentos inimigos, explosões, a presença de material perigoso como gás venenoso ou radiação, etc. O alcance das transmissões dos sensores é geralmente reduzido para evitar escutas clandestinas. Os dados são criptografados e submetidos a processos de assinatura digital.
  11. 11. Características das RSSFs● Endereçamento dos sensores ou nodos.● Agregação dos dados.● Mobilidade dos sensores.● Auto-organização da rede.● Limitação da energia disponível.
  12. 12. EnergiaAplicacões, protocolos, e algoritmos para RSSFs não podemser escolhidos considerando apenas sua “elegância” ecapacidade, mas definitivamente a quantidade deenergia consumida.Assim, o projeto de qualquer solução para esse tipo de rededeve levar em consideração o consumo, o modelo deenergia e o mapa de energia da rede.
  13. 13. Modelo de EnergiaO modelo de energia representa os recursos físicos deum sensor, que consomem energia e interagem com ummodelo de funções.Os elementos que compõem o modelo de energia são: ● Bateria ● Rádio ● Processador ● Sensores
  14. 14. Modelo de Energia● Modo 1: sensoriamento desligado e rádio desligado;● Modo 2: sensoriamento ligado e rádio desligado;● Modo 3: sensoriamento ligado e rádio recebendo ou ouvindo o canal;● Modo 4: sensoriamento ligado e rádio transmitindo.
  15. 15. Mapa de Energia Mapa de Energia de uma RSSF: quanto mais escuro, maior o consumo de energia.
  16. 16. Modelo Funcional para RSSFs
  17. 17. Estabelecimento
  18. 18. ManutençãoO objetivo da manutenção é prolongar o tempo de vidada rede, reduzir a imprevisibilidade e atender aosrequisitos da aplicação.Ao longo do tempo alguns nodos atingem níveis de energiaque podem restringir de forma parcial ou total suacapacidade.A manutenção desta rede pode ser reativa, preventiva,corretiva ou adaptativa a este tipo de evento, ou a outrosque venham a ocorrer.
  19. 19. SensoriamentoAs atividades de sensoriamento estão relacionadas com apercepção do ambiente e a coleta de dados.De acordo com o tipo da aplicação e os tipos de sensoresenvolvidos, esta fase inclui a determinação de distância doalvo, ruídos do ambiente, tipo do dado coletado, volume deinformação envolvida e frequência de amostragem.
  20. 20. ProcessamentoProcessamento de suporte: diz respeito a todoprocessamento funcional dos sensores, ou seja, oprocessamento envolvido com o gerenciamento,comunicação e manutenção da rede, como, por exemplo, asatividades envolvidas com os protocolos.Processamento da informação: os dados coletadospelo nodo sensor podem ser processados em função daaplicação e/ou do envolvimento do nodo sensor emrelações de colaboração. Os dados poderão estar sujeitos acompressão, correlação, critptografia, assinatura digital,etc.
  21. 21. ComunicaçãoEm razão da limitação do alcance de transmissão dosnodos, o envio da informação envolve caminhos multi-hop através de outros nodos.A topologia das RSSFs é altamente variável devido aorecurso limitado de energia.
  22. 22. Fusão de Dados● Processo de múltiplos níveis e facetas que trata a detecção automática, associação, correlação, estimação e combinação de dados e informações de múltiplas fontes.● Dados de um mesmo sensor referentes a instantes de tempo distintos representam fontes diferentes.● Sensores estão sujeitos a condições ambientais hostis que podem interferir nas leituras e medidas obtidas. A incerteza representa a imperfeição de seus componentes e do método utilizado para obtenção das medidas.
  23. 23. Fusão de Dados
  24. 24. Gerenciamento de RSSFsO objetivo do gerenciamento das RSSFs é estabelecer umconjunto de serviços que visem promover a produtividade daplanta e dos recursos disponíveis integrando as diferentesfunções de gerenciamento e garantido o nível de qualidadeestabelecido para os serviços providos pela RSSF.
  25. 25. Exemplo de RSSF Zig Bee (padrão IEEE 802.15.4) ● Rede sem exigência de largura de banda elevada ● Baixa potência de operação ● Baixa taxa de transmissão de dados ● Baixo custo de implantação
  26. 26. ZigBeeAplicações: ● Controle industrial ● Sensoriamento incorporado ● Coleta de dados médicos ● Alerta de fumante ou intrusão ● Automação predial ● Entretenimento doméstico e controle - Domótica, iluminação inteligente, controle de temperatura avançada, segurança, filmes, músicas e outras.
  27. 27. ZigBee
  28. 28. Curiosidades!Tecnologia produz eletricidade a partir de sinais enviados pelo ar Novo método suga a energia de sinais eletromagnéticos presentes no ambiente para alimentar sensores e antenas wireless. Saiba mais!
  29. 29. Curiosidades! Novos sensores portáteis vão fornecer dados valiosos sobre a atividade físicaParticipantes vão usartrês pequenos sensoressem fios que medem afrequência, a intensidadee também o tipo deatividade. Saiba mais!
  30. 30. Curiosidades! Sensor impresso em papel detecta explosivos As pequenas folhas criadas são fabricadas com uma técnica de impressão “à tinta”, que imprime tanto as antenas de comunicação como os dispositivos de detecção. Saiba mais!
  31. 31. Referências● http://homepages.dcc.ufmg.br/~loureiro/cm/docs/sbrc03.pdf● http://www.tecmundo.com.br/energia/11429-tecnologia-produz- eletricidade-a-partir-de-sinais-enviados-pelo-ar.htm● http://www.isaude.net/pt-BR/noticia/11212/ciencia-e- tecnologia/novos-sensores-portateis-vao-fornecer-dados-valiosos- sobre-a-atividade-fisica● http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/sensor-impresso-em- papel-detecta-explosivos-31102011-12.shl● http://www.youtube.com/watch?v=qs1QkIRqvcg
  32. 32. Imagens● http://4.bp.blogspot.com/- 8OhFeozhY78/ThORHAw248I/AAAAAAAAAZo/0sR98PwD 0H8/s1600/sem_fio.jpg● http://upload.wikimedia. org/wikipedia/commons/7/76/Eazix_numbered.jpg● http://blog.efacil.com.br/wp- content/uploads/2011/11/eFacil_RedeSemFio2.jpg● http://www.avrev. com/images/stories/news/March10/Zigbee.JPG● http://www.rogercom.com/ZigBee/SetoresZigBee.gif
  33. 33. Fim.

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