OPER: Uma família de protocolos em redes de sensores sem fio

• Autor(a) principal: Cézar de Morais Gomes, Reinaldo
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/001300000qttf
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/2849
• topic: Redes de Sensores; Protocolos de Roteamento; Simulação; Consumo de Energia

A contínua miniaturização dos componentes de hardware e a evolução das tecnologias de comunicação sem fio tem estimulado o desenvolvimento e o uso de Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). Tipicamente, uma RSSF é formada por centenas a milhares de nós sensores, e por dispositivos de baixa capacidade equipados com um ou mais sensores. Estes sensores possuem a capacidade de produzir respostas mensuráveis às mudanças das condições físicas de um ambiente monitorado, como temperatura, umidade e luminosidade, entre outros. Diferente das redes tradicionais e ad-hoc, os nós sensores possuem recursos bastante restritos, tais como limitada capacidade de processamento, memória e energia. Na maioria das aplicações, os nós sensores são colocados em áreas remotas, o que dificulta muito o acesso a esses elementos para manutenção. Neste cenário, o tempo de vida da rede é extremamente dependente da quantidade de energia disponível nos nós sensores e, por isso, esses nós devem balancear seus recursos limitados com o objetivo de aumentar o tempo de vida da rede. A necessidade da economia de energia deve estar em todas as camadas da pilha de protocolo da rede. Na camada de rede, o principal desafio é encontrar uma maneira de estabelecer rotas de forma eficiente em termos de energia e garantir a transmissão dos dados dos nós sensores para a estação base (sorvedouro), maximizando assim o tempo de vida da rede. O roteamento em uma RSSF é bastante desafiador devido às suas características inerentes que distinguem essas redes das outras redes sem fio como redes ad-hoc ou redes celulares. Devido a tais diferenças, novos algoritmos têm sido propostos para tratar o problema de roteamento em RSSFs. Estes algoritmos de roteamento devem levar em consideração as características específicas as RSSFs, e também da aplicação a ser utilizada na rede para realizar corretamente as suas funções. A tarefa de encontrar e manter rotas em RSSFs não é trivial, uma vez que as restrições de energia e as mudanças repentinas no status dos nós (por exemplo, devido a falha) causam freqüentes e imprevisíveis mudanças topológicas. Para minimizar o consumo de energia, as técnicas de roteamento para RSSF propostas na literatura empregam alguma tática deroteamento bem conhecida como, agregação de dados, processamento na rede, clusterização, atribuição de papéis diferentes a alguns nós sensores. Este trabalho explora as técnicas de roteamento que têm sido desenvolvidas nos últimos anos e classifica de acordo com sua estrutura de rede ou critério de roteamento. A seguir, discute-se cada um desses protocolos sobre esta classificação. Além disso, apresenta-se um novo protocolo de roteamento, denominado OPER (On-Demand Power-Efficient Routing Protocol). Esta família de protocolos prevê a utilização de mecanismos para controle de energia local e de seleção de rotas ótimas com relação à quantidade de energia