Redução de dados em redes de sensores sem fio baseada em stream de dados

• Autor(a) principal: Andre Luiz Lins de Aquino
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/RVMR-7K6MJP
• topic: stream de dados; redes sem fio; Computação; Sistemas de comunicaçâo sem fio; Banco de dados Gerência; Sistemas de computação sem fio; Comunicações digitais

O mundo ao nosso redor possui uma variedade de fenômenos que podem ser descritos por algumas grandezas como temperatura, pressão e umidade, que podem ser monitorados por dispositivos com poder de sensoriamento, processamento e comunicação. O conjunto desses dispositivos, trabalhando de forma cooperativa, é conhecido como rede de sensores sem fio. Cada um desses dispositivos, chamados nó sensor, tem a capacidade de monitorar um ou mais fenômenos e reportá-los, através de uma comunicação sem fio, para um nó especial chamado de sorvedouro.Essas redes, devido às características da aplicação, possuem restrições de energia, tempo de resposta e largura de banda. Especificamente no que diz respeito à largura de banda, enviar grandes quantidades de dados pode ser problemático pela quantidade de nós que acessarão o meio, causando atraso demasiado no tempo de resposta e, assim, invalidando os dados. Devido a essas restrições, é necessário adotar-se alguma estratégia para o tratamento dos dados a fim de reduzir ou selecionar apenas os dados mais relevantes para a aplicação.Os fenômenos monitorados geram dados com algumas características (online, impreciso, com ruído e de tamanho moderado, ie, grandes o suficiente para não poderem ser processados facilmente), que nos leva a defini-los como stream de dados. Para tal tipo de dados, encontramos algumas técnicas, como amostragem, histograma, janela deslizante e rascunho, que nos permitem efetuar o processamento e a redução do conjunto de grandezas que representam os fenômenos monitorados, de tal forma que os gastos na rede possam ser reduzidos.Com isso, o problema geral tratado no nosso trabalho é efetuar a redução de dados em redes de sensores sem fio baseada nas técnicas de stream de dados de tal forma que seja possível economizar os recursos da rede sem comprometer a representatividade dos fenômenos monitorados. Como solução é proposta uma arquitetura para redução nas aplicações gerais, que possui uma API de redução baseada nas técnicas de stream de dados. Além disso, utilizamos essa arquitetura para modelar aplicações que necessitam efetuar a redução no momento do sensoriamento, através de um nó agregador, e durante o roteamento.Os resultados revelam que é possível utilizar a nossa solução para as diferentes aplicações modeladas, uma vez que foi possível economizar recursos da rede sem perder a representatividade dos fenômenos monitorados. Especificamente, quando a arquitetura foi integrada à fase de roteamento em aplicações de tempo real vimos através dos resultados que na maioria dos cenários é possível atender aos prazos exigidos pela aplicação e ainda assim manter a representatividade dos fenômenos monitorados.