Projeto de redes de sensores sem fio heterogêneas utilizando os conceitos de redes small word

• Autor(a) principal: Daniel Ludovico Guidoni
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SLSS-8MCR22
• topic: redes de sensores sem fio; redes de sensores sem fio heterogêneas; qualidade de serviço; comunicação de dados; redes small world; Computação; Redes de sensores sem fio; Redes de computadores

Uma Rede de Sensor Sem Fio (RSSF) considera um conjunto de nós homogêneos em termos de hardware. Entretanto, esse tipo de rede possui baixos limites de desempenho em relação à latência durante a comunicação de dados. Outro modelo de RSSF, chamado de Redes de Sensores Sem Fio Heterogêneas (RSSFH), considera um conjunto de nós sensores heterogêneos em termos de hardware, especialmente em relação ao raio de comunicação e reservas de energia. Neste trabalho é proposto modelos baseados na teoria de Small World no projeto de Redes de Sensores Sem Fio Heterogêneas. O primeiro modelo proposto considera o padrão de comunicação em RSSF na criação de atalhos direcionados ao nó monitor da rede com o objetivo de reduzir a latência na comunicação de dados. Os pontos finais desses atalhos são nós com maior capacidade de comunicação e reservas de energia para suportar a comunicação de longo alcance. O modelo proposto foi avaliado e foi verificado que o mesmo apresenta as mesmas características de redes Small World (caminho médio mínimo e coeficiente de agrupamento) observadas nos modelos da literatura. Além disso, quando os atalhos são criados na direção ao nó monitor, depositando uma pequena quantidade de nós com maior capacidade de hardware, o modelo proposto apresenta melhores características de redes Small World e melhores tradeoffs entre latência e energia consumida durante a comunicação de dados quando comparado aos modelos da literatura. O modelo proposto também foi avaliado com relação à resiliência considerando falhas gerais e específicas e, em ambos os casos, o modelo proposto se mostrou mais robusto e apresenta uma baixa degradação da comunicação de dados na presença de falhas nos nós. Entretanto, a comunicação de longo alcance entre os nós com maiores capacidade de comunicação causa uma alta interferência no canal sem fio. Para isso, nós apresentamos um modelo para criação de RSSFH que utiliza múltiplas interfaces sem fio e a capacidade de utilização de múltiplos canais de comunicação da camada MAC para reduzir as colisões durante a comunicação de dados. Resultados de simulação mostraram que quando os atalhos são direcionados ao nó monitor e assinalados a diferentes canais de comunicação sem fio, as colisões são reduzidas e, por conseguinte, a latência na comunicação de dados é reduzida. Finalmente, nós apresentamos um framework baseados nos conceitos de redes Small World no projeto de RSSFH com qualidade de serviço. O framework utiliza três topologias para prover qualidade de serviço em RSSFH. Cada topologia possui o seu objetivo em relação à latência e energia consumida durante a comunicação de dados. Resultados de simulação mostraram que a utilização das topologias do framework proposto reduz o consumo de energia e a latência quando comparado as topologiasutilizadas na literatura para prover qualidade de serviço em redes de sensores sem fio heterogêneas..