redes de sensores sem fio integrantes: cássio holanda gonçalves gustavo acatauassú xavier matheus...
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Redes De Sensores Sem Fio
Integrantes:Cássio Holanda GonçalvesGustavo Acatauassú XavierMatheus Sales
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ÍndiceIntroduçãoArquiteturaProtocolosSegurançaAplicaçõesDesafiosPerguntas e respostas
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Introdução
-O que é uma Rede de Sensores Sem Fio
-Características-Composição
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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
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- 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.
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Um nó sensor:Um nó sensor possui,
genericamente, recursos de sensoriamento, processamento, comunicação, armazenamento de dados e fonte de energia.
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- 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.
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Topologias:
- Homogenea - Heterogenea
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- Os protocolos de RSSF focam em preservação de energia
- Conceitos por trás de alguns algoritmos de contrução de topologias:
o MSTo RNGo GGo DT
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Roteamento:
- Envio de rodas de “Hello”
- Contrução da tabela de vizinhança - Encaminhamento geográfico
- Saltos múltiplos
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Fusão de dados:
- Devido às condições do ambiente
- Adição de nós redundantes
- Colisões e transmissão de dado redundante
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- 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
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Protocolo
Formacao e controle de aplicacoes de uma rede
-Metodos de acesso ao meio-Padroes-Projetos
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Metodos de Acesso ao meio
-CDMA(Code Dividion Multiple Access)
-CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
-.TDMA (Time Division Multiple Access)
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Fluxograma do CSMA/CA - Figura 4
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Divisão TDMA
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Padroes
- Wi-Fi (802.11)- IEEE 802.15.4- IEEE 802.15.1
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Wi-Fi (802.11)
CSMA/CA com ou sem RTS/CTS802.11b: 2,4GHz 11Mbps802.11g: 2,4GHz 54 Mbps OFDM802.11a: 5GHz 54 Mbps OFDM802.11n: 2,4 ou 5 GHz at[e 600
Mbps MIMO e OFDM
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IEEE 802.15.4
Tecnologia CSMA/CA com GTS2,4Ghz
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IEEE 802.15.1
CDMA2,4 GHz
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Projetos
- Bluetooth-ZigBee
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Bluetooth
Utiliza como meio de acesso o padrão IEEE 802.15.1
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ZigBeeUtiliza o 802.15.4 como camada
802.15.4 de acesso ao meio
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ZigBee x Bluetooth
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Segurança1.A maximização da segurança x
escassez de recursos2.Topologia de RSSF vulnerável a
ataques ao enlace3.Características da comunicação
sem fio
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Aplicações
Vastamente aplicáveis
Tudo que necessita monitoramento
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Industria
- Monitoramento de Processos Químicos e Físicos
- Controle Logístico da Produção
- Automação Industrial
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Militar
- Campos Minados- Posicionamento de Tropas- Detecção de ataques químicos ou
biológicos
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Medicina
- Monitoramento funções biológicas
- Micro Sensores
- Diagnóstico em tempo real
- Check up não será mais necessário
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Engenharia Civil
- Monitoramento de estruturas
- Levantamento de danos por furacões e terremotos
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Engenharia Ambiental
- Monitoramento de Ecossistemas
- Locais de difícil acesso
- Agricultura
- Controle de poluição
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RSSFs domiciliares
- Monitoramento de funções domésticas
- Sistema de Segurança
- Ar condicionado
- Radio e Televisão
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Trânsito
- Monitoramento de vagas livres
- Multas
- Utilizado em San Francisco
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Radiação
- Monitoramento do nível de radiação
- Alerta no caso de vazamento
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Desafios
Autonomia EnergéticaConfiabilidadeProcessamentoCustoComercialização
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Autonomia Energética
-Energia Solar: Incidência constante de Sol
- Nós energeticamente mais eficiente
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Confiabilidade
- Protocolo
- Redundância
- códigos corretores de erro
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Custo
- Maior quantidade de sensores
- Cobertura mais uniforme
- Redundância
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Desafios Comerciais
Introdução no mercadoProdutos comercialmente viáveis
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Introdução no mercado
- Início dos anos 2000- Vida útil satisfatória - Capacidade de processamento
razoável - Dificuldade de consolidação- Pesquisa com clientes
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Requisitos mais importantes segundo os clientes
- Confiabilidade:Mudança de protocoloRedundâncias- Compatibilidade:Padrão votado pelas empresas
líderes
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Viabilidade Comercial
- Aplicável != Viável
- Escala- Mobilidade- Facilidade de Instalação
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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.