Sistemas Distribuídos

Rede de Sensores

DEFINIÇÃO

UMA REDE SEM FIO FORMADA POR UM GRANDE

NÚMERO DE SENSORES PEQUENOS E IMÓVEIS

PLANTADOS NUMA BASE AD HOC PARA DETECTAR E

TRANSMITIR ALGUMA CARACTERÍSTICA FÍSICA DO

AMBIENTE.

A INFORMAÇÃO CONTIDA NOS SENSORES É

AGREGADA NUMA BASE CENTRAL DE DADOS.(MALLADI. AGRAWAL, 2002).

HISTÓRICO

DESDE 1980 JÁ HAVIAM PROJETOS PARA A

UTILIZAÇÃO DE REDES DE SENSORES NO CONTROLE

E DETECÇÃO DO MOVIMENTO DE TROPAS INIMIGAS E

MONITORAMENTO PRÉVIO DE AMBIENTES HOSTIS;

SISTEMAS DE DETECÇÃO DE SONS EMPREGAVAM OS

CONCEITOS DESTAS REDES;

UM GRANDE NÚMERO DE SENSORES ACÚSTICOS

FORAM INSERIDOS NO OCEANO;

REDES DE SENSORES MAIS MODERNAS COMEÇARAM A

SER DESENVOLVIDAS QUANDO A AGÊNCIA DE PROJETO

E PESQUISA AVANÇADA DE DEFESA (DARPA)

INTRODUZIU O PROJETO DSN (REDE DE SENSORES

DISTRIBUÍDOS);

DEVIDO AS LIMITAÇÕES DA ÉPOCA, OS

PESQUISADORES CRIARAM UM SISTEMA QUE

IDENTIFICA UM OBJETO POR MEIO DO SOM;

HISTÓRICO

O MIT(MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY)

DESENVOLVEU UM SISTEMA CAPAZ DE DETECTAR E

SEGUIR UM OBJETO ANALISANDO E COMPARANDO

SINAIS, USANDO UM CONJUNTO DE MICROFONES;

NO FINAL DOS ANOS 80, ESTE SISTEMA FOI TESTADO

ATRAVÉS DO PROGRAMA DNS, QUE POSSIBILITOU

DETECTAR E SEGUIR O MOVIMENTO DE UM AVIÃO A

BAIXA ALTITUDE, USANDO UMA REDE DE SENSORES E

UM PROCESSAMENTO CENTRALIZADO;

HOJE, AS REDES DE SENSORES ESTÃO MAIS BARATAS.

HISTÓRICO

1ª GERAÇÃO

REDES DE SENSORES CONSISTEM DE DISPOSITIVOS

INDIVIDUAIS DE SENSORES. A COLOCAÇÃO É

REALIZADA DE FORMA MANUAL. A REDE É TOTALMENTE

PRÉ-CONFIGURADA. O ACESSO À INFORMAÇÃO

ATRAVÉS DE FORMA MANUAL DO DISPOSITIVO EM SI,

OU LINKS DE COMUNICAÇÃO PONTO-A-PONTO DE

LONGO ALCANCE;

2ª GERAÇÃO

SENSORES TRABALHAM DE FORMA COLABORATIVA

PARA COBRIR A ÁREA. A REDE É TIPICAMENTE UM

AGRUPAMENTO DE UM PEQUENO NÚMERO DE

SENSORES (3 OU 4) COMUNICANDO COM O NÓ

CONTROLADOR. SÃO TIPICAMENTE POSICIONADOS

MANUALMENTE, DEPENDENDO PESADAMENTE DA PRÉ-

CONFIGURAÇÃO;

3ª GERAÇÃO

A ÚLTIMA GERAÇÃO DE SENSORES ENGLOBA A AUTO

ORGANIZAÇÃO, A FLEXIBILIDADE E A ESCALABILIDADE

DAS REDES. SENSORES SE COMUNICAM ENTRE SI

PARA DOIS PROPÓSITOS: SERVIÇOS DE COMUNICAÇÃO

E PROCESSAMENTO INTERNO DA REDE;

PODEM CONTER DEZENAS E ATÉ CENTENAS DE NÓS E

O POSICIONAMENTO PODE SER REALIZADO

MANUALMENTE OU REMOTAMENTE ATRAVÉS DE

DISPOSITIVOS AÉREOS;

PODEM PUBLICAR PARA O PRÓPRIO USO DE

LOCALIZAÇÃO.

COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES

• UM DOS MAIORES GASTOS DE ENERGIA EM UM

RSSF É A TRANSMISSÃO DE DADOS.

• UMA VEZ DEFINIDO OS PARÂMETROS DO PROJETO

PODE-SE AUMENTAR O TEMPO DE VIDA ÚTIL DE

UM NÓ ESCOLHENDO SABIAMENTE O PROTOCOLO

DE COMUNICAÇÃO UTILIZADO.

FLOODING

COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES -ALGORITMOS

NEGOCIATING

COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES -ALGORITMOS

GROSSING

COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES -ALGORITMOS

ARQUITETURA

PROTOCOLOS

PROTOCOLO DE ROTEAMENTO CENTRADO EM DADOS:

-FLOODING E GOSSIPING, SPIN, DIRECTY DIFUSION, ETC.

PROTOCOLO DE ROTEAMENTO HIERÁRQUICO:

- LEACH, PEGASIS, TEEN.

PROTOCOLOS BASEADOS EM LOCALIZAÇÃO:

-MECN, GEAR, GAF.

PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO PROATIVOS:

-DSDV, CGSR.

PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO PROATIVOS:

-AODV, DSR

ALIMENTAÇÃO

REDUÇÃO DO TRAFEGO DE DADOS;ORGANIZAÇÃO DA REDE;SINCRONIZAÇÃO DE DADOS.

INTERNET DAS COISAS

COMO A PRÓXIMA EVOLUÇÃO DA

INTERNET ESTÁ MUDANDO TUDO

• UM SALTO NA CAPACIDADE DE COLETAR, ANALISAR E DISTRIBUIR

DADOS QUE NÓS PODEMOS TRANSFORMAR EM INFORMAÇÕES,

CONHECIMENTO E, POR FIM, SABEDORIA.

• MELHORAR A DISTRIBUIÇÃO DOS RECURSOS DO MUNDO PARA

AQUELES QUE MAIS PRECISAM DELES E NOS AJUDAR A ENTENDER

NOSSO PLANETA PARA PODERMOS SER MAIS PROATIVOS E MENOS

REATIVOS.

• MESMO ASSIM, EXISTEM VÁRIAS BARREIRAS QUE AMEAÇAM

DIMINUIR O DESENVOLVIMENTO DA INTERNET DAS COISAS,

INCLUINDO A TRANSIÇÃO PARA IPV6, TER UM CONJUNTO COMUM

DE PADRÕES E DESENVOLVER FONTES DE ENERGIA PARA

MILHÕES, ATÉ MESMO BILHÕES, DE SENSORES MINÚSCULOS.

• DE ACORDO COM O CISCO INTERNET BUSINESS SOLUTIONS

GROUP (IBSG), A IDC É O MOMENTO EXATO EM QUE FORAM

CONECTADOS À INTERNET MAIS "COISAS OU OBJETOS" DO

QUE PESSOAS;

• EM 2003, HAVIA APROXIMADAMENTE 6,3 BILHÕES DE

PESSOAS VIVENDO NO PLANETA E 500 MILHÕES DE

DISPOSITIVOS CONECTADOS À INTERNET. AO DIVIDIR O

NÚMERO DE DISPOSITIVOS CONECTADOS PELA POPULAÇÃO

MUNDIAL, DESCOBRIMOS QUE EXISTIA MENOS DE UM (0,08)DISPOSITIVO POR PESSOA;

• O CRESCIMENTO EXPLOSIVO DE SMARTPHONES E TABLETS

LEVOU O NÚMERO DE DISPOSITIVOS CONECTADOS À

INTERNET ATÉ 12,5 BILHÕES EM 2010, TORNANDO O

NÚMERO DE DISPOSITIVOS CONECTADOS POR PESSOA

SUPERIOR A 1 (EXATAMENTE 1,84).

DEFINIÇÃO E ESTATÍSTICAS

ESTATÍSTICAS

POR QUE A IDC É IMPORTANTE?

• PRIMEIRO É NECESSÁRIO ENTENDER AS DIFERENÇAS

ENTRE A INTERNET E A WORLD WIDE WEB (OU WEB),TERMOS QUE SÃO USADOS INDISTINTAMENTE.

• A INTERNET É A CAMADA OU REDE FÍSICA COMPOSTA POR

SWITCHES, ROTEADORES E OUTROS EQUIPAMENTOS. SUA

FUNÇÃO PRIMÁRIA É TRANSPORTAR INFORMAÇÕES DE UM

PONTO A OUTRO DE FORMA RÁPIDA, CONFIÁVEL E

SEGURA.

• A WEB É UMA CAMADA DE APLICATIVOS QUE OPERA

SOBRE A INTERNET. SUA FUNÇÃO PRIMÁRIA É OFERECER

UMA INTERFACE QUE TRANSFORME AS INFORMAÇÕES QUE

FLUEM PELA INTERNET EM ALGO UTILIZÁVEL.

EVOLUÇÃO DA WEB CONTRA A

INTERNET

• ETAPA 1: PRIMEIRO VEIO A FASE DE PESQUISA, QUANDO

A WEB FOI CHAMADA DE ARPANET.

WEB FOI USADA PRINCIPALMENTE PELO MEIO

ACADÊMICO PARA PESQUISAS.

• ETAPA 2: A SEGUNDA FASE DA WEB PODE SER CHAMADA

DE “PANFLETOWARE”: “CORRIDA DO OURO”.

• ETAPA 3:A TERCEIRA EVOLUÇÃO MUDOU A WEB DE UM

PATAMAR DE DADOS ESTÁTICOS PARA UM DE

INFORMAÇÕES TRANSACIONAIS. ESSA FASE TAMBÉM SERÁ

LEMBRADA COMO O CRESCIMENTO E A EXPLOSÃO DA

BOLHA “PONTO COM”.

• ETAPA 4: É A WEB "SOCIAL" OU DE "EXPERIÊNCIA“.EMPRESAS PERMITEM QUE PESSOAS S SE COMUNIQUEM,CONECTEM E COMPARTILHEM INFORMAÇÕES (TEXTOS,FOTOS E VÍDEOS) SOBRE SI MESMOS COM AMIGOS,FAMÍLIA E COLEGAS.

EVOLUÇÃO DA WEB CONTRA A

INTERNET

DESAFIOS E BARREIRAS DA IDC

• IMPLANTAÇÃO DE IPV6: A SITUAÇÃO TEM O POTENCIAL DEDIMINUIR O PROGRESSO DA IDC, POIS OS POSSÍVEIS BILHÕES DENOVOS SENSORES EXIGIRÃO ENDEREÇOS IP. ALÉM DISSO, O IPV6FACILITA O GERENCIAMENTO DE REDES DEVIDO A RECURSOS DEAUTOCONFIGURAÇÃO E OFERECE RECURSOS DE SEGURANÇAAPRIMORADOS.

• ENERGIA DO SENSOR: OS SENSORES DEVERÃO SERAUTOSSUSTENTÁVEIS. O QUE E NECESSÁRIO SÃO SENSORES PARAGERAR ELETRICIDADE A PARTIR DE ELEMENTOS AMBIENTAIS, COMOVIBRAÇÕES, LUZ E FLUXO DE AR.

• PADRÕES: EMBORA HAJA MUITOS PROGRESSOS NA ÁREA DENORMAS TÉCNICAS, AINDA NÃO É O SUFICIENTE, ESPECIALMENTENAS ÁREAS DE SEGURANÇA, PRIVACIDADE, ARQUITETURA ECOMUNICAÇÕES. GARANTIA DE QUE O IPV6 POSSA SER ROTEADOPOR TIPOS DE REDES DIFERENTES

PRÓXIMAS ETAPAS

• REDES DIFERENTES E VÁRIOS SENSORES DEVEM SER

UNIDOS SOB UM CONJUNTO DE NORMAS TÉCNICAS

COMUM. ESSE ESFORÇO EXIGIRÁ QUE EMPRESAS,GOVERNOS, ORGANIZAÇÕES DE NORMAS TÉCNICAS E

INSTITUIÇÕES ACADÊMICAS TRABALHEM JUNTOS EM BUSCA

DE UM OBJETIVO COMUM.

• EM SEGUIDA, PARA QUE A IDC SEJA ACEITA PELA

POPULAÇÃO EM GERAL, OS PROVEDORES DE SERVIÇOS E

OUTROS DEVEM DISPONIBILIZAR APLICATIVOS QUE

OFEREÇAM VALOR TANGÍVEL PARA AS VIDAS DAS

PESSOAS.

• POR FIM, A IDC REPRESENTA A PRÓXIMA EVOLUÇÃO DA

INTERNET. CONSIDERANDO QUE OS SERES HUMANOS

AVANÇAM E EVOLUEM TRANSFORMANDO DADOS EM

INFORMAÇÕES, CONHECIMENTO E SABEDORIA, A IDC TEM

O POTENCIAL DE MUDAR O MUNDO COMO CONHECEMOS, MAS PARA MELHOR. A VELOCIDADE DESSE PROCESSO

DEPENDE DE NÓS.

PRÓXIMAS ETAPAS