Disseminação de dados em redes de sensores

Tese de mestrado, Engenharia Informática (Arquitectura, Sistemas e Redes de Computadores), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010As redes de sensores sem fios (RSSF) são compostas por um grande número de pequenos dispositivos que monitorizam o ambiente em que estão inseridas. Estes dispositivos são caracterizados pelas restrições a nível energético, poder de processamento e de memória. As fortes restrições a que os dispositivos estão sujeitos obrigam à utilização de paradigmas de comunicação específicos, que tenham em consideração uma utilização racional dos recursos. Com a especialização dos nós receptores surge a necessidade destes conseguirem expressar o interesse em informação que considerem relevante, independentemente dos restantes participantes. O paradigma de comunicação usado tipicamente nas RSSF não considera os interesses que os nós receptores têm na informação que está a ser transmitida, pelo que pode ser enviado um grande número de mensagens nas quais nenhum nó receptor está interessado. O envio de mensagens desnecessárias é particularmente penalizador nas RSSF, uma vez que a actividade do rádio é responsável pelo consumo de grande parte da energia que os dispositivos dispõem. Sendo a memória um recurso escasso, importa também que o paradigma de comunicação seja igualmente eficiente em termos da quantidade de memória utilizada. Este trabalho apresenta e avalia experimentalmente um sistema Publicador/Subscritor que tem em conta o interesse dos nós em determinados tipos de informação e suprime o envio de informação sem relevância. Para além disso, o sistema adapta-se às restrições de energia e de memória dos dispositivos. Adicionalmente é apresentada uma concretização dum algoritmo de disseminação para o sistema operativo TinyOS que sugere que o sistema apresentado é exequível em sensores reais.Wireless sensor networks (WSN) are composed of a large number of small devices which monitor the environment in which they operate. These devices are characterized by restrictions like energy, processing and memory. The strong restrictions on the devices enforce the use of paradigms of communication which take into account a rational use of resources. With the specialization of the receptor nodes arises the need for them to be able express interest in information they deem relevant, regardless the interests of other participants. The paradigm of communication typically used in WSNs does not consider the receivers’ interests in information being transmitted, so it is possible to send a large number of messages in which no receiver node is interested. Sending unnecessary messages is particularly expensive in WSNs, since the activity of the radio is responsible for consuming much of the power the devices have. Since memory is a scarce resource, the paradigm of communication must also be efficient in the amount of memory used. This work presents and experimentally evaluates a Publisher/Subscriber system which takes into account the interest of the nodes in certain types of information and suppresses the sending of information without relevance. In addition, the system adapts to the resource constraints of devices such as reduced energy capacity and scarce memory space. Additionally, an implementation of an dissemination algorithm to the TinyOS operating system is presented. This implementation suggests that the presented system is feasible in real sensors