Redes de sensores sem fio Redes de sensores

Redes de sensores sem fio

Redes de sensores sem fio Premissas • Eficiência de energia – Por possuírem quantidades limitadas de energia e por ser inviável a troca da bateria, é necessário que sejam eficientes quanto ao uso. • Baixo custo – Uma RSSF pode conter desde centenas até milhares de nós sensores. • Comunicação sem fio – São instaladas em ambientes hostis sem infraestrutura fixa. • Facilidade de programação – Possibilidade de updates remotos. • Tamanho – Os nós sensores devem ser pequenos para facilitar o uso em todos os cenários possíveis.

Redes de Sensores Sem Fio RSSF Fenômeno Sensor Observador 3

Redes de Sensores Sem Fio • Sensor – Monitora o fenômeno sob análise – Formação: processador, rádio para comunicação, memória e bateria • Observador – Corresponde ao usuário final – Distância para o sensor influencia diretamente na precisão das informações transmitidas sobre o fenômeno 4

Redes de Sensores Sem Fio • Principais topologias – Malha – Árvore – Estrela 5

Principais Protocolos de RSSF • Flooding – Baseada em broadcast – Ataques de Denial of Service – Pode causar alta sobrecarga na rede – Problemas comuns no protocolo: • IMPLOSÃO • SUPERPOSIÇÃO • Geographic – Utiliza informações geográficas para roteamento dos dados – Informações obtidas através de GPS ou sistema local válido para conjunto de nós vizinhos – Principais algoritmos de roteamento: • LEACH-C, ICA, Geographic Routing Without Location Information, Geo. Mote, GEAR, GPSR. 6

Principais Protocolos de RSSF • Gossiping – Escolhe um vizinho aleatório para entregar a mensagem – Ao receber a informação um novo vizinho será escolhido para a entrega da mensagem – O processo segue até a mensagem ser entregue ao nó sorvedouro – O pacote pode percorrer a rede eternamente e nunca ser entregue ao destino correto 7

Redes de sensores sem fio móveis • Nem todos os protocolos podem ser usados (Zig. Bee não é viável) • A forma de movimentação pode ser independente do sensoriamento • A coordenação do movimento pode depender da rede de sensores • Uma forma de coordenação é com o uso de enxames de robôs 8

Inteligência e robótica de enxames “A inteligência de enxames é um ramo da inteligência computacional que lida com os sistemas naturais e artificiais compostos por muitos indivíduos que coordenam controle descentralizado e auto -organização. ” Marco Dorigo 9

Inteligência e robótica de enxames Inteligência de Enxames Robótica Cooperativa 10

Inteligência e robótica de enxames • UAV – Unmanned Aerial Vehicle • Idealizado inicialmente para fins militares • Atualmente é utilizado em atividades de resgate, patrulha ambiental, entre outras 11

Protocolo desenvolvido na POLI • Premissas – Igualdade entre os nós sensores – Fixação da estação base ou sorvedouro – Mobilidade dos nós sensores – Pacotes de dados transmitidos pelos nós sensore – Empilhamento dos pacotes – Retransmissão de pacotes – Broadcasting de pacotes pela base – Formato do pacote 12

Protocolo Desenvolvido na POLI 13

Protocolo Desenvolvido na POLI 14

Fluxograma de Funcionamento 15

Protocolo desenvolvido na POLI • 16

Protocolo desenvolvido na POLI Teste no SUAVS – Swarm Unmanned Aerial Vehicle Simulator 17

Experimentos e Resultados Análises Dinâmicas – Inicialização em torno da estação base 18

Experimentos e Resultados Análises Dinâmicas – Diminuição da formação de subenxames 19

Protocolo Desenvolvido na POLI Obstacle Target Separate swarms with their own routing bridges UAV Base Routing Bridge Sub-swarm Collision sensor limit Target sensor limit 20 Communication sensor limit

Experimentos e Resultados Análises Dinâmicas – Formação de pontes de roteamento 21