Sistemas Distribuídos 
Rede de Sensores
DEFINIÇÃO 
UMA REDE SEM FIO FORMADA POR UM GRANDE 
NÚMERO DE SENSORES PEQUENOS E IMÓVEIS 
PLANTADOS NUMA BASE AD HOC PARA ...
HISTÓRICO 
DESDE 1980 JÁ HAVIAM PROJETOS PARA A 
UTILIZAÇÃO DE REDES DE SENSORES NO CONTROLE 
E DETECÇÃO DO MOVIMENTO DE T...
HISTÓRICO 
REDES DE SENSORES MAIS MODERNAS COMEÇARAM A 
SER DESENVOLVIDAS QUANDO A AGÊNCIA DE PROJETO 
E PESQUISA AVANÇADA...
HISTÓRICO 
O MIT(MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY) 
DESENVOLVEU UM SISTEMA CAPAZ DE DETECTAR E 
SEGUIR UM OBJETO ANAL...
1ª GERAÇÃO 
REDES DE SENSORES CONSISTEM DE DISPOSITIVOS 
INDIVIDUAIS DE SENSORES. A COLOCAÇÃO É 
REALIZADA DE FORMA MANUAL...
2ª GERAÇÃO 
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PARA COBRIR A ÁREA. A REDE É TIPICAMENTE UM 
AGRUPAMENTO DE UM PEQUE...
3ª GERAÇÃO 
A ÚLTIMA GERAÇÃO DE SENSORES ENGLOBA A AUTO 
ORGANIZAÇÃO, A FLEXIBILIDADE E A ESCALABILIDADE 
DAS REDES. SENSO...
COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES 
• UM DOS MAIORES GASTOS DE ENERGIA EM UM 
RSSF É A TRANSMISSÃO DE DADOS. 
• UMA VEZ DEFINIDO O...
COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES - 
ALGORITMOS 
FLOODING
COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES - 
ALGORITMOS 
NEGOCIATING
COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES - 
ALGORITMOS 
GROSSING
ARQUITETURA
PROTOCOLOS 
PROTOCOLO DE ROTEAMENTO CENTRADO EM DADOS: 
-FLOODING E GOSSIPING, SPIN, DIRECTY DIFUSION, ETC. 
PROTOCOLO DE ...
ALIMENTAÇÃO 
REDUÇÃO DO TRAFEGO DE DADOS; 
ORGANIZAÇÃO DA REDE; 
SINCRONIZAÇÃO DE DADOS.
INTERNET DAS COISAS
COMO A PRÓXIMA EVOLUÇÃO DA 
INTERNET ESTÁ MUDANDO TUDO 
• UM SALTO NA CAPACIDADE DE COLETAR, ANALISAR E DISTRIBUIR 
DADOS ...
DEFINIÇÃO E ESTATÍSTICAS 
• DE ACORDO COM O CISCO INTERNET BUSINESS SOLUTIONS 
GROUP (IBSG), A IDC É O MOMENTO EXATO EM QU...
ESTATÍSTICAS
POR QUE A IDC É IMPORTANTE? 
• PRIMEIRO É NECESSÁRIO ENTENDER AS DIFERENÇAS 
ENTRE A INTERNET E A WORLD WIDE WEB (OU WEB),...
EVOLUÇÃO DA WEB CONTRA A 
INTERNET 
• ETAPA 1: PRIMEIRO VEIO A FASE DE PESQUISA, QUANDO 
A WEB FOI CHAMADA DE ARPANET. 
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EVOLUÇÃO DA WEB CONTRA A 
INTERNET 
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PATAMAR DE DADOS ESTÁTICOS PARA UM DE...
DESAFIOS E BARREIRAS DA IDC 
• IMPLANTAÇÃO DE IPV6: A SITUAÇÃO TEM O POTENCIAL DE 
DIMINUIR O PROGRESSO DA IDC, POIS OS PO...
PRÓXIMAS ETAPAS 
• REDES DIFERENTES E VÁRIOS SENSORES DEVEM SER 
UNIDOS SOB UM CONJUNTO DE NORMAS TÉCNICAS 
COMUM. ESSE ES...
PRÓXIMAS ETAPAS 
• POR FIM, A IDC REPRESENTA A PRÓXIMA EVOLUÇÃO DA 
INTERNET. CONSIDERANDO QUE OS SERES HUMANOS 
AVANÇAM E...
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Sistemas Distribuídos - Redes de Sensores

  1. 1. Sistemas Distribuídos Rede de Sensores
  2. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 10. COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES - ALGORITMOS FLOODING
  11. 11. COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES - ALGORITMOS NEGOCIATING
  12. 12. COMUNICAÇÃO ENTRE SENSORES - ALGORITMOS GROSSING
  13. 13. ARQUITETURA
  14. 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. 15. ALIMENTAÇÃO REDUÇÃO DO TRAFEGO DE DADOS; ORGANIZAÇÃO DA REDE; SINCRONIZAÇÃO DE DADOS.
  16. 16. INTERNET DAS COISAS
  17. 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. 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. 19. ESTATÍSTICAS
  20. 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. 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. 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. 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. 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. 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.

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