Localização no tempo e no espaço em redes de sensores sem fio

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são redes basicamente guiadas por eventos. Um evento pode ser definido como sendo composto por um critério causal e um critério espaço-temporal. No primeiro caso, o tipo do evento é identificado, enquanto que no segundo, a localização no tempo e no espaço em que o evento ocorreu é especificada. Um nó sensor é capaz de identificar o primeiro critério (tipo do evento) facilmente usando os seus diversos sensores. O critério espaço-temporal, entretanto, só pode ser identificado quando os nós sensores de uma RSSF possuem relógios sincronizados e são capazes de determinar suas posições físicas. Informações de tempo e espaço são necessárias também para uma série de algoritmos e protocolos em RSSFs como, por exemplo, em fusão de dados, rastreamento de objetos, contrução de mapas de energia, controle de densidade, etc. Logo, sincronização e localização em RSSFs são problemas importantes que precisam ser estudados e analisados. Nesta tese, propõe-se que sincronização e localização em RSSFs são, na verdade, duas partes do mesmo problema: localizar os nós da rede no tempo-espaço. Nestas redes, nem informações de espaço sem tempo nem de tempo sem espaço podem ser consideradas informações completas. Além disso, as semelhanças entre os problemas de localização e sincronização sugerem que eles podem e devem ser estudados e analisados como um único problema: localização no tempo e no espaço. Sob este ponto de vista, tempo pode ser visto como uma dimensão do espaço, i.e., precisa-se resolver um problema de localização em 4-dimensões. Como resultado, ao se resolver ambos os problemas ao mesmo tempo, a utilização dos recursos da rede pode ser minimizada e ambos os problemas podem apresentar melhores resultados se comparado com os casos em que eles são resolvidos separadamente. Três soluções diferentes para o problema de localização no tempo e no espaço são então propostas tendo-se em vista diferentes cenários em RSSFs. Tais soluções são os algoritmos Synapse, Lightness e Mobilis. Os algoritmos propostos não apenas aproveitam os recursos adicionais de hardware necessários para a localização dos nós para melhorar os resultados da sincronização como também aproveitam o custo maior de comunicação necessários para a sincronização de forma a melhorar a localização dos nós. Diversos experimentos são mostrados para avaliar a performance dos algoritmos propostos. Os resultados obtidos mostram que as soluções propostas são capazes de serem implementadas em RSSFs e também confirmam as vantagens em se resolver tanto a localização quanto a sincronização em um mesmo algoritmo.

ASSUNTO(S)

sistemas de computação sem fio teses. computação teses. sensores processamento de dados teses.

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