Fusão de dados em redes de sensores sem fio.

Este trabalho oferece uma discussão geral sobre o tema de fusão de dados em redes de sensores sem fio (RSSFs) que permite: (i) a identificação de problemas em aberto e (ii) o entendimento dos requisitos e implicações do uso de fusão de dados em RSSFs.Esta discussão é feita através de um levantamento bibliográfico do estado-da-arte envolvendo fusão de dados em RSSFs. Analisando as arquiteturas, modelos e métodos de fusão de dados identificados neste levantamento bibliográfico, é proposto um arcabouço (framework), chamado Diffuse, que compreende as principais funções eatividades de um processo genérico de fusão de dados e uma API que implementa métodos de fusão freqüentemente utilizados em RSSFs. O Diffuse é, portanto, uma ferramenta que permite ao projetista refletir e avaliar quais tipos e quais métodos de fusão de dados podem ser utilizados em sua solução, e como especificamente estes métodos podem ser usados para compor uma tarefa ou uma aplicação de fusão de dados. Embora o Diffuse possa ser aplicado em diferentes contextos, como prova de conceito, este trabalho mostra como o Diffuse pode ser usado para projetar uma solução econômica (em termos de consumo de energia) que ofereça um serviço confiável (tolerante a falhas) de roteamento. Os resultados aqui apresentados mostram que a abordagem proposta é capaz de reduzir o custo de comunicação para prover tal serviço. Em alguns casos, o tráfego gerado por esta abordagem chega a ser 85% inferior ao tráfego gerado por soluções freqüentemente utilizadas em RSSFs. Além disso, este trabalho propõe uma estratégia de roteamento, baseada em atribuição de papéis, para garantir a execução de uma aplicação de fusão de dados. Neste caso, baseando-se na premissa de que fusão de dados é utilizada pela aplicação para detecção de eventos, é proposto um algoritmo de atribuição de papéis, chamado InFRA, que organiza a rede somente quando um evento é detectado. De maneira resumida, o InFRA é um algoritmo reativo de atribuição de papéis que procura pelas menores rotas (conectando os nós fontes aos sorvedouros) que maximizam aagregação de dados. Os resultados apresentados mostram que, em alguns casos, o InFRA utiliza apenas 70% da energia gasta por outros algoritmos de roteamento usualmente adotados em RSSFs.This work provides a general discussion for information fusion in wireless sensor networks (WSNs), allowing us to identify open issues and understand the requirements and the implications regarding information fusion and the resource-constrained WSNs. In this discussion, we survey the state-of-the-art about information fusion inWSNs. By assessing the architectures, models, and methods of information fusion identified in the survey, we propose a framework, called Diffuse, that comprises the main functions and activities of a general fusion process and a specific API that implements useful algorithms for WSNs. The Diffuse framework is a helpful tool thatallows the designer to reason about what types of information fusion, what methods should be used, and how they should be used to accomplish an information-fusion task or application. Although the applicability of Diffuse is ample, as a proof of concept, we show how it can be used to achieve energy-efficient reliability in tree-based routing protocols. Results show that our approach efficiently avoids unnecessaryrouting topology constructions. In some cases, the traffic overhead generated by this approach is 85% smaller than the traffic generated by classical algorithms. In addition, we introduce a routing strategy, based on a role assignment algorithm, to support an information-fusion application. In this case, we consider that WSNs applyinformation fusion techniques to detect events in the sensor field, and propose a role assignment algorithm, called InFRA, to organize the network only when events are detected. In a nutshell, InFRA is an event-based role assignment algorithm that tries to reactively find the shortest routes (connecting source nodes to the sink) that maximize data aggregation. Results show that, in some cases, the InFRA algorithmuses only 70% of the energy spent by other tree-based routing algorithms that are commonly used in WSN