Fabíola Guerra Nakamura João Fernando Machry Sarubbi Redes de Sensores sem Fio Projeto SensorNet...
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Fabíola Guerra NakamuraJoão Fernando Machry Sarubbi
Redes de Sensores sem FioRedes de Sensores sem Fio
Projeto SensorNetProjeto SensorNet
Controle de Topologia em RSSFControle de Topologia em RSSF
Seminário de Redes de Sensores sem FioSeminário de Redes de Sensores sem Fio
IntroduçãoIntrodução
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 3Seminário de Redes de Sensores sem Fio
IntroduçãoIntrodução
Redes de Sensores Problema de Cobertura Problema de Densidade dos Nós
Soluções Exatas Heurísticas
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 4Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Redes de SensoresRedes de Sensores
Área Multidisciplinar Dispositivos associados a redes sem fio Componentes
Bateria, memória, processador, sensor e rádio. Restrições
Energia, processamento, comunicação
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 5Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Controle de Topologia RSSFControle de Topologia RSSF
Objetivo Reduzir impactos da alta densidade de nós Garantir qualidade de serviço
Cobertura Conectividade
Aproveitar-se da redundância para cobrir falhas na cobertura e prolongar o tempo de vida da rede
Abordagens centralizada e distribuída
Seminário de Redes de Sensores sem FioSeminário de Redes de Sensores sem Fio
ConceitosConceitos
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 7Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Classificação RSSFClassificação RSSF
Composição Homogêneas Heterogêneas
Organização Planas Hierárquicas
Coleta Contínua Dirigida a eventos Periódica Tempo real
Distribuição Regular Irregular
Densidade Balanceada Densa Esparsa
Disseminação Contínua Programada Sob-demanda Dirigida e eventos
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Localização em RSSFLocalização em RSSF
Alguns sensores conhecem sua posição ( nós âncoras)
3 Fases Medição de Distâncias Localização
Trilateração, triangulação Refinamento com cálculo de erro
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 9Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Redes HierárquicasRedes Hierárquicas
Os nós são divididos em clusters
Eleição do Cluster-Head
Devido a energia ocorre a reorganização dos cluster elegendo novos.
O sensor transmite para o seu líder, economizando energia.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 10Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Redes HierárquicasRedes Hierárquicas
Líder: processa e funde os dados Informações perto -> maior economia
Líderes podem gerenciar
Seminário de Redes de Sensores sem FioSeminário de Redes de Sensores sem Fio
Controle de Topologia CentralizadoControle de Topologia Centralizado
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 12Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Trabalho desenvolvido pelo aluno Gustavo Campos Menezes
Determinar a configuração inicial RSSF Modelo de programação Linear Inteira Mista Heurística Lagrangeana
Definir a densidade da rede Garantir a cobertura e conectividade
Modelos e Algoritmos Para a DefiniModelos e Algoritmos Para a Definiçãoção da daDensidade, Cobertura e Conectividade em uma Densidade, Cobertura e Conectividade em uma RSSFRSSF
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 13Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Definição do ProblemaDefinição do Problema
Nós distribuídos de maneira aleatória Que sensores devem ficar ativos para cobrir toda a
área e qual rota devem usar gastando menos energia?
Características Rede Plana Homogênea Nós estacionários 2D
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 14Seminário de Redes de Sensores sem Fio
CaracterísticasCaracterísticas
Discretização da área Área quadrada Flexível
Presença e ausência de obstáculos Redes Homogêneas e Heterogêneas Lançamento aleatório e em posições específicas
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Vantagens e DesvantagensVantagens e Desvantagens
Vantagens Solução exata (Modelo de PLIM) Aceita obstáculos Heurística Lagrangeana com bons resultados Garante conectividade
Desvantagens Não é escalável
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Solução Hierárquica ExataSolução Hierárquica Exata
Trabalho de André Luiz de Oliveira RSSF 3 Problemas
Cobertura gastando menos energia Conectividade Roteamento
Cobertura com organização hierárquica Cada nó sensor deve estar ligado a um líder Cada líder deve enviar sua informação ao
sorvedouro Líder comunica com Líder x Líder comunica com
sorvedouro
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ObjetivoObjetivo
Formular modelo PLIM considerando rede hierárquica
Apresentar algoritmo de Relaxação Lagrangeana
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Definição do problemaDefinição do problema
Nós conhecem sua localização Determinar subconjunto de sensores Organizá-los em grupos indicando líder Indicar o caminho da informação do líder para o
nó sorvedouro. Posições dos sorvedouros, raios de comunicação e
sensoriamento conhecidos
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 19Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Abordagem VoronoiAbordagem Voronoi
Trabalho elaborado pelos alunos Marcos Augusto M. Vieira et al.
RSSF x Energia Problemas da alta densidade
Dados redundantes, interferência na comunicação, e perda de energia.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 20Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ObjetivoObjetivo
Mecanismo de controle de densidade de rede Que nós devem ser ligados e desligados Usando-se diagrama de Voronoi.
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CaracterísticasCaracterísticas
Rede Plana Homogênia 2-D Cada nó permanece imóvel Cada nó conhece a sua localização. Sensor Range x Radio Range
3 possibilidades
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 22Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Diagrama de VoronoiDiagrama de Voronoi
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 23Seminário de Redes de Sensores sem Fio
AlgoritmoAlgoritmo
Escolhe-se o nó com menor área
Até quando for possível retira-se este nó.
Repita o processo até que nenhum nó cubra uma área menor que um certo limiar dado.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 24Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Controle de Densidade RSSFControle de Densidade RSSF
Trabalho elaborado pela aluna Isabela Siqueira Visão geral da Rede
Utilização de Mapas Mapa de topologia, cobertura e energia
Problema de Densidade de Nós Sensores Para garantir a qualidade usa-se muitos
sensores Isto pode causar redundância
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CaracterísticasCaracterísticas
Rede Heterogênea Rede Hierárquica Comunicação Direta ( Single – Hop) Monitora Temperatura Envia Dados Continuamente
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 26Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Serviço de Controle de DensidadeServiço de Controle de Densidade
Objetivo de controlar a topologia virtual Precisa-se dos Mapas de Energia, Densidade e
Topologia Parâmetros
Alcance da observação Coordenadas Energia ( usada como desempate)
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 27Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Serviço de Controle de DensidadeServiço de Controle de Densidade
Área de observação modelada como círculo
Discretização da área Pontos de interesse Minimum set cover
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 28Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Algoritmo de AproximaçãoAlgoritmo de Aproximação
Identificar os nós que são únicos que cobrem uma região
Marcar estas áreas como cobertas Escolher um nó que cobre o maior número de
regiões ainda não cobertas Marcar estas áreas e voltar ao passo anterior
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 29Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Métricas e ResultadosMétricas e Resultados
Cobertura Dados redundantes Atraso Mensagens de Coleta Mensagens de aplicação Mensagens de
gerenciamento
Seminário de Redes de Sensores sem FioSeminário de Redes de Sensores sem Fio
Controle de Topologia DistribuídoControle de Topologia Distribuído
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 31Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks Topology Alberto Cerpa Deborah Estrin UCLA Computer Science Department
Publicação Technical Report UCLA/CSD-TR 01-0009, May
2001. IEEE Transactions on Mobile Computing Special
Issue on Mission-Oriented Sensor Networks, Vol. 3, No. 3, July-September 2004.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 32Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
Conforme a densidade cresce apenas um
subconjunto de nós são necessários para
estabelecer uma infra-estrutura de roteamento.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 33Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
Cada nó verifica a conectividade na vizinhança e adapta sua participação a topologia de disseminação de dados da rede multi-saltos.
O nó sinaliza quando detecta alta perda de pacotes.
Reduz seu ciclo de operação quando detecta alta perda de pacotes em função de colisões.
Verifica a comunicação na vizinhança e só se integra a infra-estrutura de disseminação quando for necessário.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 34Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
Cenário
Redes Planas
Redes Homogêneas / Heterogêneas
Não há necessidade de localização pois é baseado em conectividade.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 35Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
Estados dos nós Testando – recebe e faz roteamento de
mensagens de controle.
Ativo – funcionamento normal, sensoriando, enviando, recebendo e roteando de todo tipo de mensagem.
Passivo – rádio ligado, mas não recebe mensagens de dados e não faz roteamento de nenhuma mensagem.
Dormindo – rádio desligado.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 36Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
Máquina de Estados
P as s i vo
At i voTe s tando
D o r m i ndo
te m p_ Tt
vi zi nho s > N T ||pe r da > pe r da T0
te m p_ Tp
te m p_ Ts
(vi zi nho s < N T & & pe r da > L T) ||(pe r da < L T & & + m s g _ ajuda)
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 37Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
F o n te S o r v ed o u r o
D ad o s
D o rm in do
Te s ta n do
A t iv o
L EG END A
Pa s s iv o
Funcionamento
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 38Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
F o n te S o r v ed o u r o
D ad o s
M en s ag en s d e Aju d a
D o rm in do
Te s ta n do
A t iv o
L EG END A
Pa s s iv o
Funcionamento
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 39Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
F o n te S o r v ed o u r o
D ad o s
D o rm in do
Te s ta n do
A t iv o
L EG END A
Pa s s iv o
Funcionamento
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 40Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
F o n te S o r v ed o u r o
D ad o s
m s g _ an u n c io _ v iz in h o s
m s g _ n o _ p as s iv o
D o rm in do
Te s ta n do
A t iv o
L EG END A
Pa s s iv o
Funcionamento
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 41Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
F o n te S o r v ed o u r o
D ad o s
D o rm in do
Te s ta n do
A t iv o
L EG END A
Pa s s iv o
Funcionamento
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 42Seminário de Redes de Sensores sem Fio
ASCENT: Adaptive Self-Configuring ASCENT: Adaptive Self-Configuring sEnsor Networks TopologysEnsor Networks Topology
Um mecanismo adaptativo de auto-configuração de topologia de redes de sensores sem fio. Vantagens
Reduz perda de pacotes Aumenta a eficiência no consumo de energia Estável sob diversas condições
Desvantagem Não há preocupação com área de cobertura
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 43Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
PEAS: A Robust Energy Conserving Protocol for Long-lived Sensor Networks Fan Ye Gary Zhong Jesse Cheng Songwu Lu Lixia Zhang UCLA Computer Science department
Publicação International Conference on Distributed Computing
Systems - ICDCS'03, 2003. IEEE ICNP'02 (extended abstract), 2002.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 44Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Operações são baseadas na observação da vizinhança e não há necessidade do nó manter informações sobre seus vizinhos.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 45Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Duas Fases Probing Environment
Nó verifica sua vizinhança e resolve se vai ficar ativo.
Adaptive Sleeping Decide quando o nó deve acordar
novamente. Tempo aleatório.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 46Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Cenários
Redes Planas
Redes Heterogêneas
Controle de potência de transmissão
Alta incidência de falhas
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 47Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Estados do nó
Sondando – envia e recebe mensagens de controle (probe).
Trabalhando – funcionamento normal, sensoriando, enviando, recebendo e roteando de todo tipo de mensagem.
Dormindo – rádio desligado.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 48Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Máquina de Estados
Tr abal hando
So ndandoD o r m i ndo
s e m _ r e s po s ta
m s g _ P R O B E (R p)
r e s po s ta_ P R O B E (R p)
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 49Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
12
3
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D o rm in do
S o n da n do
Tra ba lh a n do
L EG END A
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 50Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Pro be
12
3R p
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D o rm in do
S o n da n do
Tra ba lh a n do
L EG END A
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 51Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
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S o n da n do
Tra ba lh a n do
L EG END A
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 52Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
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3
4Pro be
R pD o rm in do
S o n da n do
Tra ba lh a n do
L EG END A
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 53Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
12
3
4
R e s po s ta D o rm in do
S o n da n do
Tra ba lh a n do
L EG END A
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 54Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
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3
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D o rm in do
S o n da n do
Tra ba lh a n do
L EG END A
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 55Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
12
3
4
D o rm in do
S o n da n do
Tra ba lh a n do
L EG END A
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 56Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Ac o r d an d o Ac o r d an d o Ac o r d an d o
N ó Atr ab a lh an d o
N ó Btr ab a lh an d o
G AP
Ac o r d an d o
N ó Btr ab a lh an d o
N ó Atr ab a lh an d o
N ó Ctr ab alh an d o
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 57Seminário de Redes de Sensores sem Fio
PEAS: Probing Environment and PEAS: Probing Environment and Adaptive SleepingAdaptive Sleeping
Protocolo distribuído e aleatório para economia de energia em redes de sensores sem fio.
Vantagens Prolonga o tempo de vida da rede. Lida com alta incidência de falhas. Mantém a densidade de nós constante.
Desvantagens Não lida com problema de cobertura
explicitamente.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 58Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic Adaptive FidelityGAF: Geographic Adaptive Fidelity
Geographic-informed Energy Conservation for Ad Hoc Routing Ya Xu John Heidemann
Information Science Institute Deborah Estrin
UCLA Computer Science Department
Publicação International Conference on Mobile Computing and
Networking , ACM SIGMOBILE2001. CENS Technical Report, January 11 2003
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 59Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
Conserva energia identificando nós que são equivalentes do ponto de vista de roteamento e desliga nós desnecessários mantendo um nível constante de fidelidade do roteamento, ou seja, uma conectividade ininterrupta entre nós ativos.
Foca em desligar o rádio o maior tempo possível para economizar energia.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 60Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
Cenário
Redes Planas
Redes Homogêneas
Localização
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 61Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
Divide a área em grades virtuais cuja definição é:
“ Para duas grades adjacentes A e B, todos os nós de A podem se comunicar com todos os nós de B e vice-versa”
1
2
3
5
A B4
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 62Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
1
2
3
4
5
a lc a nc e do rá dio
Grades são calculadas baseadas no alcance do rádio
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 63Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
5
)2( 222
Rr
Rrr
1
2
3
4
5
r r r
A B C
R
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 64Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
Estados do nó
Descobrindo – envia e recebe mensagens de controle (descoberta).
Ativo – funcionamento normal, sensoriando, enviando, recebendo e roteando de todo tipo de mensagem.
Dormindo – rádio desligado.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 65Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
D o r m i ndo
Ati voD e s c o br i ndo
te m p_ Ts
te m p_ Td
te m p_ Ta
-m s g _ de s c o be r ta
-m s g _ de s c o be r ta
Máquina de Estados
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 66Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
As mensagens de descoberta contém identificação do nó e da grade a qual ele pertence, e a estimativa de qual o seu tempo de vida.
O nó utiliza sua localização e o tamanha da grade para calcular a identificação da grade.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 67Seminário de Redes de Sensores sem Fio
GAF: Geographic adaptive FidelityGAF: Geographic adaptive Fidelity
Adapta os tempos em que o nó passa no estado Dormindo baseado na localização do nó e no alcance do rádio. Vantagens
Mantém conectividade. Aumenta tempo de vida.
Desvantagens Não lida com problemas de cobertura
explicitamente.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 68Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Maintaining Sensing Coverage and Connectivity in Large Sensor Networks Honghai Zhang
UCLA Computer Science department Jennifer Hou
University of Illinois Publicação
NSF International Workshop on Theoretical and Algorithmic Aspects of Sensor, Ad Hoc Wireless, and Peer-to-Peer Networks, February 2004 (invited paper).
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 69Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Manter cobertura e conectividade usando um número mínimo de nós sensores, onde . A cobertura é garantida quando a área que é
pode ser monitorada pelo subconjunto não é menor do que a área monitorada por todos os nós na área.
A conectividade por sua vez garante que a informação coletada pelos nós sensores possa alcançar o nó sorvedouro.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 70Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Teorema: Seja o número de nós sensores em um área finito. Então a condição de que o raio de comunicação ou alcance do rádio é pelo menos duas vezes o raio de sensoriamento ou alcance do sensor é necessária e suficiente para considerar que cobertura garante conectividade.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 71Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Considerações O raio de comunicação é pelo menos duas
vezes maior que o raio de sensoriamento.
Rede síncrona
Tempo dividido em rounds
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 72Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Cenário
Redes Planas
Redes Homogêneas
Localização
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 73Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Estados do nó
Decidindo – envia e recebe mensagens de controle (ligado).
Ligado – funcionamento normal, sensoriando, enviando, recebendo e roteando de todo tipo de mensagem.
Desligado – rádio desligado.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 74Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
D E C I D I N D O L I G AD O
D E S L I G AD O
te m p_ T d || te m p_ T e || te m p_ T c1 || te m p_ T c2
-m s g _ lig a do (id) & & de s lig a T s te m p_ T s
A tua liza p
+ m s g _ lig a do (dis t< 2 r s ) & & (ba te ria < P t || c o be rtura _ c o m ple ta )de s lig a T s
te m p_ ro und" D e c idindo " + m s g _ lig a do (dis t< 2 r s )
lig a T e || lig a T c1 || lig a T c2
||
te m p_ ro und" D e c idindo "
Máquina de Estados
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 75Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Starting node Cada nó possui uma variável que corresponde a
probabilidade de ele ser um starting node. Esta variável vai sendo atualizada até que chegue ao valor 1.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 76Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Temporizadores Td: tempo para um candidato a starting node
ser ligado. Ts: tempo para nó esperar mensagens e se
excedido indica atualização de p. Te: temporizador ativado quando nó recebe a
primeira mensagem de um nó qualquer. Tc1: temporizador ativado quando nó recebe a
primeira mensagem de um starting node. Tc2: temporizador ativado quando nó recebe a
segunda mensagem de um nó.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 77Seminário de Redes de Sensores sem Fio
OGDC: Optimal Geographic density OGDC: Optimal Geographic density ControlControl
Algoritmo de controle de densidade descentralizado e localizado para redes de sensores sem fio.
Vantagens Mantém conectividade e cobertura. Supera PEAS e GAF sob as condições
testadas.
Desvantagens Não lida com casos onde raio de
comunicação é no máximo duas vezes o raio de sensoriamento.
Seminário de Redes de Sensores sem FioSeminário de Redes de Sensores sem Fio
Considerações FinaisConsiderações Finais
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 79Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Considerações FinaisConsiderações Finais
Algoritmos e protocolos para controle de topologia em Redes de Sensores sem Fio cujos objetivos são: Reduzir impactos da alta densidade de nós
Garantir qualidade de serviço Cobertura Conectividade
Aproveitar-se da redundância para cobrir falhas na cobertura e prolongar o tempo de vida da rede
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 80Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Considerações FinaisConsiderações Finais
Abordagens
Centralizada
Distribuída
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 81Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Considerações FinaisConsiderações Finais
Abordagem Centralizada Vantagens
Nós sensores podem ter hardware mais simples
Soluções exatas Aumento do poder computacional da rede
Desvantagens Escalabilidade Sujeito a problemas nos links de
comunicação – mensagens de gerenciamento Localização necessária
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 82Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Considerações FinaisConsiderações Finais
Abordagem Distribuída Vantagens
Escalável. Soluções nem sempre necessitam de
localização.
Desvantagens Nós com maior capacidade computacional. Nem sempre garantem conectividade e
cobertura ao mesmo tempo.
Seminário de Redes de Sensores sem Fio 83Seminário de Redes de Sensores sem Fio
Considerações FinaisConsiderações Finais
Campo com várias oportunidades a serem exploradas.
Desenvolvimento de novas soluções
Controle de Topologia em RSSFControle de Topologia em RSSF
Obrigado!
Fabíola Guerra NakamuraJoão Fernando Machry Sarubbi
{fgnaka,jsarubbi}@dcc.ufmg.br
Projeto SensorNet - http://www.sensornet.dcc.ufmg.brProjeto SensorNet - http://www.sensornet.dcc.ufmg.br
Redes de Sensores sem FioRedes de Sensores sem Fio