O que são e como funcionam as Redes de Sensores?

1. Sistemas Distribuídos
Rede de Sensores

2. 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).

3. 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;

4. HISTÓRICO
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;

5. 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.

6. 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;

7. 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;

8. 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.

9. 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.

10. COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES -
ALGORITMOS
FLOODING

11. COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES -
ALGORITMOS
NEGOCIATING

12. COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES -
ALGORITMOS
GROSSING

13. ARQUITETURA

14. 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

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

16. INTERNET DAS COISAS

17. 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.

18. DEFINIÇÃO E ESTATÍSTICAS
• 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).

19. ESTATÍSTICAS

20. 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.

21. 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”.

22. EVOLUÇÃO DA WEB CONTRA A
INTERNET
• 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.

23. DESAFIOS E BARREIRAS DA IDC
• IMPLANTAÇÃO DE IPV6: A SITUAÇÃO TEM O POTENCIAL DE
DIMINUIR O PROGRESSO DA IDC, POIS OS POSSÍVEIS BILHÕES DE
NOVOS SENSORES EXIGIRÃO ENDEREÇOS IP. ALÉM DISSO, O IPV6
FACILITA O GERENCIAMENTO DE REDES DEVIDO A RECURSOS DE
AUTOCONFIGURAÇÃO E OFERECE RECURSOS DE SEGURANÇA
APRIMORADOS.
• ENERGIA DO SENSOR: OS SENSORES DEVERÃO SER
AUTOSSUSTENTÁVEIS. O QUE E NECESSÁRIO SÃO SENSORES PARA
GERAR ELETRICIDADE A PARTIR DE ELEMENTOS AMBIENTAIS, COMO
VIBRAÇÕES, LUZ E FLUXO DE AR.
• PADRÕES: EMBORA HAJA MUITOS PROGRESSOS NA ÁREA DE
NORMAS TÉCNICAS, AINDA NÃO É O SUFICIENTE, ESPECIALMENTE
NAS ÁREAS DE SEGURANÇA, PRIVACIDADE, ARQUITETURA E
COMUNICAÇÕES. GARANTIA DE QUE O IPV6 POSSA SER ROTEADO
POR TIPOS DE REDES DIFERENTES

24. 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.

25. PRÓXIMAS ETAPAS
• 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.