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Computação Móvel:Redes de Sensores Sem Fio – Visão Geral
Mauro Nacif Rocha
DPI/UFV
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MANETs
� Mobile Ad-hoc Networks� Ad-hoc Wi-Fi (802.11x)
� Wireless Mesh Networks (nodos não móveis)
� VANET (Vehicular Ad Hoc Networks)
� WPANs
� RSSF
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Redes de Sensores Sem Fio (RSSF)
� Têm sido viabilizadas pela rápida convergência� Microeletrônica
� Comunicação sem fio
� Micro sistemas eletro-mecânicos (MEMS)
� Considerada como uma vertente da computação ubíqüa. Um tipo especial de rede ad-hoc que impõe novos desafios e oportunidades de pesquisa
� O objetivo de uma RSSF é monitorar e eventualmente controlar um ambiente
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Redes de Sensores Sem Fio (RSSF)
� Em geral, formada por elementos computacionais de pequenas dimensões, dotados de sensores, processadores e dispositivos de comunicação sem fio
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Redes de Sensores Sem Fio (RSSF)
Diferenças entre RSSFs e outras Redes:
� Sérias restrições de hardware e software
� Falhas não são exceções
� Topologia dinâmica
� Alta densidade de nós
� Tolerância a falhas
� Nós descartáveis
� Nós realizam tarefas colaborativas
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Redes de Sensores Sem Fio (RSSF)
� Fluxo de dados é predominantemente unidirecional� Nó sensor � Nó de monitoração
� Instalação, organização, operação e manutenção desacompanhadas
� Longevidade
� Dependentes da aplicação� Projeto de hardware de baixo consumo de energia
� Projeto de software (métrica: eficiência energética)
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Redes de Sensores Sem Fio (RSSF)
� O potencial de observação e controle do mundo real permite às RSSFs apresentarem como uma solução para diversas aplicações:� monitoração e controle industrial
� segurança pública
� transporte
� biotecnologia
� medicina
� ...
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RSSF: Aplicações
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RSSF: AplicaçõesCapaz de registrar o microclima ao
redor de determinadas áreas. Computar a vida selvagem.
Coleta: temperatura, radiação, CO, umidade, atividade eólica...
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RSSF: Aplicações
� O Brasil tem uma riqueza de biodiversidade que precisa ser conhecida e monitorada por grupos de pesquisa e empresas de base tecnológica nacionais, organizações não governamentais, e, eventualmente, explorada de forma ordenada.� 1º lugar em espécies conhecidas de mamíferos, peixes de água
doce e plantas superiores,� 2º lugar em anfíbios,� 3º lugar em aves,� 5º lugar em répteis, e� ainda figura entre os cinco países com maior número de
espécies endêmicas, ou seja, que existem apenas em território brasileiro.
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RSSF: AplicaçõesDetecção e prevenção de incêndios.
Prevenção a desmatamentos e invasões.
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RSSF: AplicaçõesMonitoração em áreas de difícil acesso.
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RSSF: Aplicações
Monitorando a qualidade do ar, ruído e tráfego em área urbanas
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RSSF: Aplicações
Áreas de Catástrofes
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RSSF: Aplicações� 120 nós colocados em troncos de sequóias no Bosque
próximo a Sonoma (norte da Califórnia)� Sensores: temperatura, umidade, luz, pressão atmosférica
� Objetivo: obter uma imagem detalhada das variações do microclima e entender como essas árvores influenciam o ambiente com sua sombra, respiração e transporte de água
� Problemas a serem investigados: atenuação de sinal, reprogramação dos nós
� Interesse dos biólogos: frentes de temperatura e umidade que se movem para cima e para baixo na árvore todos os dias, criando gradientes capazes de impulsionar o fluxo de nutrientes.
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RSSF: Aplicações� Estudos de bandos de cerca de 18 mil préteis (aves que
vivem no mar mas voam para o continente no verão para botar ovos e criar seus filhotes)
� Pássaros constroem seus ninhos em tocas subterrâneas, agrupadas em pontos da ilha
� O que leva o pássaro a escolher o local?� Quão quente e quanto de vento passa pelo local?� Níveis e quantidade de luz?
� Sensores: temperatura, pressão atmosférica e umidade, e infra-vermelho para detectar a presença de pássaros.
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RSSF: Aplicações� Monitoração da ponte Golden Gate
� 30 sensores: vibração, aceleração
� Registro de microclima dentro da Reserva de James, Califórnia� 45 sensores: temperatura, umidade, índice
pluviométrico, luz e vento
� Monitoração de ruídos de tiros e triangulação da posição do atirador� 45 sensores: som, onda de choque e localização
� Mapeamento de crescimento e infecções em Vinhedo - 65 sensores: temperatura
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RSSF: Aplicações
� 130 nós analisam atividades de residentes em asilo em Portland e Las Vegas� 130 sensores: pressão, movimento e infravermelho
� Minas antitanque comunicam-se e se re-posicionam, fechando espaços vazios em campos de minas� 96 sensores: localização, orientação e aceleração
� Monitoração de desempenho de motores de lavadores e bombas em fábrica de microchips� 70 sensores: vibração e RPM
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