MAN´A: Uma Arquitetura para Gerenciamento de Redes de ... - UFMG

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x foram vistos como oportunidades de pesquisa. Era necessário entender as RSSFs e suas características especiais para então propor soluções de gerenciamento e avaliar como estas soluções contribuiriam para o funcionamento da rede. O texto da tese está organizado da seguinte maneira. O capítulo 2 apresenta uma visão geral sobre RSSFs e nós sensores sem fio, trata das principais diferenças entre as RSSFs e outras redes, e introduz algumas aplicações e trabalhos relacionados. O capítulo 3 discute os desafios do gerenciamento de RSSFs e propõe uma organização para o gerenciamento baseada em três dimensões: áreas funcionais, níveis de gerenciamento e funcionalidades. A arquitetura MANNA é apresentada no capítulo 4. Este capítulo propõe um esquema para definição de funções de gerenciamento e um outro esquema para definição de serviços e aplicações de gerenciamento usando a arquitetura MANNA. O capítulo também apresenta as sub-arquiteturas da MANNA: informação, funcional e física. No capítulo 5, uma aplicação para monitoração da qualidade do ar usando RSSFs é desenvolvida como estudo de caso. Alguns serviços e funções de gerenciamento são implementados com objetivo de prover soluções de gerenciamento para esta aplicação e mostrar como a arquitetura proposta cumpre seus objetivos. O capítulo 5 também apresenta um arcabouço para simulação de RSSFs chamado MANNASim. O capítulo 6 conclui a tese discutindo os resultados obtidos e os trabalhos futuros. Um apêndice apresenta um estudo de caso de RSSFs autonômicas utilizando o serviço de auto-diagnóstico. Resumo do Capítulo 2 - Redes de Sensores Sem Fio O capítulo 2 propõe um estudo sobre RSSFs, incluindo uma visão geral de suas carac- terísticas básicas na seção 2.1. RSSFs têm sido viabilizadas pela rápida convergência de três tecnologias: circuitos integrados, comunicação sem fio e micro sistemas eletro-mecânicos. Uma RSSF pode ser usada para monitorar e controlar um ambiente. Este tipo de rede tende a ser formada por centenas ou milhares de dispositivos autônomos chamados nós sensores. Os nós de uma RSSF podem ser lançados sobre áreas remotas (reservas ambientais,
oceanos, vulcões, rios, florestas, etc.) e sem a intervenção de técnicos ou operadores formam uma rede sem fio ad hoc (ver figura 2.1) que coleta dados sobre os fenômenos de interesse, realiza processamento local, e dissemina as informações para um ponto de acesso através do qual a rede comunica-se com outras redes ou com usuários. Algumas características especiais das RSSFs são: • Fluxo de dados predominantemente unidirecional: os dados são disseminados dos nós sensores em direção ao ponto de acesso utilizando nós intermediários como roteadores (ver figura 2.2). Em RSSFs que utilizam rádio freqüência para transmissão, a ativi- dade de maior consumo de energia é a transmissão de dados. A energia consumida com a transmissão via rádio pode variar com o quadrado do alcance de transmissão. Uma forma de economizar energia é se utilizar alcance pequenos de transmissão. As- sim, os nós coletam dados e se usam os nós intermediários para retransmissão desses dados até a entrega ao ponto de acesso; • Topologia dinâmica: mesmo que os nós não sejam móveis, eles podem ocasionar alterações na topologia quando saem de serviço por problemas tais como quebras e defeitos resultantes da deposição, falta de energia, ameaças e ataques à segurança, problemas de calibração dos dispositivos sensores, falhas nos componentes e falhas de comunicação; • Dependência da aplicação: os parâmetros de configuração, operação e manutenção das RSSFs variam com o tipo de aplicação. Qualquer projeto (hardware ou software) ou solução proposta para estas redes ou seus elementos deve levar em consideração essas características e restrições, assim como as características do ambiente onde tais redes serão aplicadas. Isto determina o desenvolvimento de diferentes arquiteturas de nós sensores ou diferentes configurações para arquiteturas existentes, assim como o desenvolvimento de soluções de gerenciamento compostas por diferentes serviços e funções; • Grande número de elementos de rede distribuídos em áreas remotas ou inóspitas que xi
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