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Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

Projeto Liowsn: Um sistema operacional para
estudos com simulações de RSSF.

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

Sumário:
1. O que é uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF)
1.1. Estrutura de um RSSF
1.2. Por que estudar esse tema?
1.3. Características essenciais
2. Avaliação de desempenho em RSSF
2.1. Simulação
2.2. Por que simular em RSSF?
2.3. Dificuldades
3. Projeto Liowsn = Linux for Works with WSN
3.1. Objetivos
3.2. Metodologia de execução
3.3. Simuladores na literatura
3.4. Arquitetura
3.5. Projeto Liowsn em funcionamento
3.6. Resultados
4. Trabalhos futuros
5. Colaboradores
Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

1. O que é uma Rede de Sensores Sem Fio?
Alguns pesquisadores têm mostrado ser possível
integrar
sensores
(acústicos, infravermelho, câmera, temperatura, calor, sí
smico, etc), comunicação e fonte de alimentação em
dispositivos miniaturizados usando apenas tecnologia
de circuitos digitais, comunicação sem fio e sistemas
micro-eletromecânicos, de maneira a fundar uma nova
tecnologia na área de redes ad hoc que tem sido
chamada de WSN (Wireless Sensor Networks - Rede de
Sensores Sem Fio) [Estrin99] ou sistemas Smart Dust
[Kahn99]. A ideia é tirar proveito de dispositivos tão
pequenos e baratos que possam ser usados em tão
larga escala que viabilizem aplicações até então
Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

1. O que é uma Rede de Sensores Sem Fio?
- Objetivo

de

monitorar

algum

fenômeno.

- Composta por três partes: o sensor, o fenômeno e o
observador.
- Sensor: Monitora o fenômeno que esta sendo analisado.
- Fenômeno: Grandeza analógica.
- Observador: Usuário final que estuda o fenômeno.
- Aplicação em locais de difícil acesso.

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

1.1. Estrutura de uma RSSF

Sink

Observador
Marllus de Melo Lustosa
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1.1. Estrutura de uma RSSF

Sink

Observador
Marllus de Melo Lustosa
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Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

1.3. Por que estudar esse tema?

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

1.4. Características essenciais
- Alteração na topologia de rede pelas condições dinâmicas do
ambiente e pelas possíveis falhas dos sensores.

- Limitação do sensor em processamento, memória e energia.
- Uso de comunicação broadcast, podendo haver colisões e
congestionamentos.
- Uso do meio sem fio (wireless), com considerável taxa de erro.

Marllus de Melo Lustosa
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2. Avaliação de desempenho em RSSF

Modelagem analítica

Medição real

Simulação
Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

2.1. Simulação
“A simulação é um processo de projetar um modelo
computacional de um sistema real e conduzir experimentos
com este modelo com o propósito de entender seu
comportamento e/ou avaliar estratégias para sua operação”
Pegden (1990)

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

2.2. Por que simular em RSSF?
- Possibilita a modelagem de fontes de tráfego.
- Facilita a implementação do projeto, além de poder comparar
modelos
de
protocolos
a
serem
utilizados.

- Possibilita a análise de desempenho
parâmetros e tempos de observação.

com

diferentes

- Média de pacotes recebidos/enviados pelos sensores.
- A energia consumida na rede, em determinado intervalo de
tempo.
- Tempo de vida dos nós sensores.
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Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

2.3. Dificuldades encontradas
- Ambiente GNU/Linux – Terminal. [Nabble][The Mail Archive]
- Dificuldades na instalação dos programas (dependências).
- Dificuldade na implantação de módulos para RSSF (NS-2).
- Falta de corpo técnico para configuração e manutenção.

- Falta de atualização das ferramentas, por parte dos seus
desenvolvedores.

Marllus de Melo Lustosa
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Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3. Projeto Liowsn = Linux for Works with WSN
Propor um sistema operacional remasterizado para trabalhos
com simulações de redes de sensores sem fio.

Marllus de Melo Lustosa
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Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.1. Objetivos
- Reunir várias ferramentas da literatura, instalá-las e configurálas em um só sistema operacional.
- Auxiliar pesquisadores e profissionais na implantação do
ambiente de simulação para os trabalhos computacionais com
RSSF.
- Diminuir o “enorme” tempo gasto no processo de
instalação e configuração dessas ferramentas.

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.2. Metodologia de execução
Busca
das
dificuldades
preparação de ambientes
simulação.

na
de

Remasterização
do
sistema
operacional,
por
meio
do
programa Remastersys.

Instalação
e
configuração,
ferramentas e módulos, em
operacional GNU/Linux.

Marllus de Melo Lustosa

destas
sistema
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Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.3. Simuladores na literatura [Marllus, 2012]

Marllus de Melo Lustosa
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3.4. Arquitetura
user

tools

GNU/Linux
Ubuntu 9.10

Marllus de Melo Lustosa

Liowsn
Project
Departamento de Computação - DC
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3.5. Projeto Liowsn em funcionamento

Marllus de Melo Lustosa
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Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.5. Projeto Liowsn em funcionamento

Marllus de Melo Lustosa
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Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.6. Resultados

-

Downloads: 335
33 países (Total) - Top country: India (38% de downloads)
– Brasil
- Vietnam - Ucrânia
- África do Sul
- Índia
- França
- Marrocos - Malásia
- Itália
- Bangladesh
- Sudão
- Ruanda
- China
- Iraque
- Arábia Saudita
- Birmânia
- Egito
- Dinamarca
- Bélgica
- Letônia
- EUA
- Tailândia - Indonésia - Emirados Árabes
- Paquistão
- Canadá
- Portugal - Argélia
Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.6. Resultados
Comentários:
http://freesystemadministrationsofwere.blogspot.com.br/
“Liowsn Project is currently much sought after and are a favorite
software the in world.”
http://softwaregeek.com/
“Liowsn Project is the best freeware operating system for works with
WSN”

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.6. Resultados
Publicações e palestras:
M. Lustosa. “O Projeto Liowsn”. (Página 60-62 edição 39). ISSN 2236031X. Revista
Espírito Livre. revista.espiritolivre.org. Junho 2012.
M. Lustosa, S. Singh. “Liowsn Project: An Operating System Remastered for
Works with Simulation of Wireless Sensor Networks”. (Volume 52 – No.12).
International Journal of Computer Applications (IJCA). August 2012.

Software Freedom Day 2012: Palestra com tema “Projeto Liowsn: Um sistema
operacional para trabalhos com Redes de Sensores Sem Fio”.
http://softwarelivre.org/sfd-teresina/

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

3.6. Resultados
Papers: Utilization and citation
Reena, R. Pandit, V. Richariya. “Performance Evaluation of Routing Protocols for
Manet using NS2”. (Volume 66 – No.24). International Journal of Computer
Applications (IJCA). March 2013.

R. G. Balaji, P. S. Raghavendran, R. Ashokan. “Performances Enhancement in
Wireless Body Area Network (WBAN)”. (Volume 3 - Issue 2). International Journal
of Engineering and Innovative Technology (IJEIT). August 2013
Qualis Capes: A2

B. K. Saha, S. Misra, M. S. Obaidat. “A web-based integrated environment for
simulation and analysis with NS-2”. DOI 10.1109/MWC.2013.6590057. Wireless
Communications, IEEE (Volume: 20 , Issue: 4). August 2013.

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

4. Trabalhos futuros
- A partir do Kernel Linux, recriar um S.O.

- Adicionar mais ferramentas disponíveis na literatura.
- Otimizar o sistema, com foco em pesquisas com RSSF.

- Desenvolver um front-end (na web e/ou desktop) que facilite
a criação de topologias e cenários para RSSF.

Marllus de Melo Lustosa
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

5. Colaboradores

Laboratório de Sistemas
Onipresentes e Pervasivos –
OPALA – UESPI

Marllus de Melo Lustosa

Shivjay Tomar Singh
Jiwaji University
Gwalior - India
Departamento de Computação - DC
Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI

Referências
Estrin. "Scalable Coordination in sensor Networks", D. Estrin, R. Govindan, J. Heidemann, USC/Information
Sciences Institute, //www.lecs.cs.ucla.edu/~estrin/,1999
Kahn. "Emerging Challenges Mobile Networking for "Smart Dust"", J. M. Kahn, R. H. Katz, K. S. Pister, EECS,
U. C. Berkeley, //www.eecs.berkeley.edu/~jmk/,1999
Pegden, C.D. et al. Introduction to simulation using SIMAN. NY: McGraw-Hill, 2nd ed, 1990.
Nabble. 2012. Network Simulator ns-2 - The Official Discussion List. Research on errors in the installation of
the ns- 2.http://old.nabble.com/forum/Search.jtp?query=installati
on+error+ns&local=y&forum=15582&daterange=0&star tdate=&enddate=/
The Mail Archive. 2012. Discussion list of the ns-users. Research on errors in the installation of modules on
the ns-2. http://www.mailarchive.com/search?l=ns-users%40isi.edu&q=error+installation+module.
L., Marllus. ”Introdução à simulação de redes de computadores com o NS-2 (Network Simulator) – Teoria e
Prática. Capítulo de livro. Nº 1. ENUCOMP 2012.”

Marllus de Melo Lustosa
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Página do projeto
http://sourceforge.net/projects/liowsn/
Contatos
www.marllus.com
@marllusmelo
marlluslustosa@gmail.com

Marllus de Melo Lustosa

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Projeto Liowsn Sistema Operacional RSSF

  • 1. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI Projeto Liowsn: Um sistema operacional para estudos com simulações de RSSF. Marllus de Melo Lustosa
  • 2. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI Sumário: 1. O que é uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) 1.1. Estrutura de um RSSF 1.2. Por que estudar esse tema? 1.3. Características essenciais 2. Avaliação de desempenho em RSSF 2.1. Simulação 2.2. Por que simular em RSSF? 2.3. Dificuldades 3. Projeto Liowsn = Linux for Works with WSN 3.1. Objetivos 3.2. Metodologia de execução 3.3. Simuladores na literatura 3.4. Arquitetura 3.5. Projeto Liowsn em funcionamento 3.6. Resultados 4. Trabalhos futuros 5. Colaboradores Marllus de Melo Lustosa
  • 3. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 1. O que é uma Rede de Sensores Sem Fio? Alguns pesquisadores têm mostrado ser possível integrar sensores (acústicos, infravermelho, câmera, temperatura, calor, sí smico, etc), comunicação e fonte de alimentação em dispositivos miniaturizados usando apenas tecnologia de circuitos digitais, comunicação sem fio e sistemas micro-eletromecânicos, de maneira a fundar uma nova tecnologia na área de redes ad hoc que tem sido chamada de WSN (Wireless Sensor Networks - Rede de Sensores Sem Fio) [Estrin99] ou sistemas Smart Dust [Kahn99]. A ideia é tirar proveito de dispositivos tão pequenos e baratos que possam ser usados em tão larga escala que viabilizem aplicações até então Marllus de Melo Lustosa
  • 4. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 1. O que é uma Rede de Sensores Sem Fio? - Objetivo de monitorar algum fenômeno. - Composta por três partes: o sensor, o fenômeno e o observador. - Sensor: Monitora o fenômeno que esta sendo analisado. - Fenômeno: Grandeza analógica. - Observador: Usuário final que estuda o fenômeno. - Aplicação em locais de difícil acesso. Marllus de Melo Lustosa
  • 5. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 1.1. Estrutura de uma RSSF Sink Observador Marllus de Melo Lustosa
  • 6. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 1.1. Estrutura de uma RSSF Sink Observador Marllus de Melo Lustosa
  • 7. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 1.3. Por que estudar esse tema? Marllus de Melo Lustosa
  • 8. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 1.4. Características essenciais - Alteração na topologia de rede pelas condições dinâmicas do ambiente e pelas possíveis falhas dos sensores. - Limitação do sensor em processamento, memória e energia. - Uso de comunicação broadcast, podendo haver colisões e congestionamentos. - Uso do meio sem fio (wireless), com considerável taxa de erro. Marllus de Melo Lustosa
  • 9. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 2. Avaliação de desempenho em RSSF Modelagem analítica Medição real Simulação Marllus de Melo Lustosa
  • 10. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 2.1. Simulação “A simulação é um processo de projetar um modelo computacional de um sistema real e conduzir experimentos com este modelo com o propósito de entender seu comportamento e/ou avaliar estratégias para sua operação” Pegden (1990) Marllus de Melo Lustosa
  • 11. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 2.2. Por que simular em RSSF? - Possibilita a modelagem de fontes de tráfego. - Facilita a implementação do projeto, além de poder comparar modelos de protocolos a serem utilizados. - Possibilita a análise de desempenho parâmetros e tempos de observação. com diferentes - Média de pacotes recebidos/enviados pelos sensores. - A energia consumida na rede, em determinado intervalo de tempo. - Tempo de vida dos nós sensores. Marllus de Melo Lustosa
  • 12. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 2.3. Dificuldades encontradas - Ambiente GNU/Linux – Terminal. [Nabble][The Mail Archive] - Dificuldades na instalação dos programas (dependências). - Dificuldade na implantação de módulos para RSSF (NS-2). - Falta de corpo técnico para configuração e manutenção. - Falta de atualização das ferramentas, por parte dos seus desenvolvedores. Marllus de Melo Lustosa
  • 13. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3. Projeto Liowsn = Linux for Works with WSN Propor um sistema operacional remasterizado para trabalhos com simulações de redes de sensores sem fio. Marllus de Melo Lustosa
  • 14. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.1. Objetivos - Reunir várias ferramentas da literatura, instalá-las e configurálas em um só sistema operacional. - Auxiliar pesquisadores e profissionais na implantação do ambiente de simulação para os trabalhos computacionais com RSSF. - Diminuir o “enorme” tempo gasto no processo de instalação e configuração dessas ferramentas. Marllus de Melo Lustosa
  • 15. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.2. Metodologia de execução Busca das dificuldades preparação de ambientes simulação. na de Remasterização do sistema operacional, por meio do programa Remastersys. Instalação e configuração, ferramentas e módulos, em operacional GNU/Linux. Marllus de Melo Lustosa destas sistema
  • 16. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.3. Simuladores na literatura [Marllus, 2012] Marllus de Melo Lustosa
  • 17. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.4. Arquitetura user tools GNU/Linux Ubuntu 9.10 Marllus de Melo Lustosa Liowsn Project
  • 18. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.5. Projeto Liowsn em funcionamento Marllus de Melo Lustosa
  • 19. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.5. Projeto Liowsn em funcionamento Marllus de Melo Lustosa
  • 20. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.6. Resultados - Downloads: 335 33 países (Total) - Top country: India (38% de downloads) – Brasil - Vietnam - Ucrânia - África do Sul - Índia - França - Marrocos - Malásia - Itália - Bangladesh - Sudão - Ruanda - China - Iraque - Arábia Saudita - Birmânia - Egito - Dinamarca - Bélgica - Letônia - EUA - Tailândia - Indonésia - Emirados Árabes - Paquistão - Canadá - Portugal - Argélia Marllus de Melo Lustosa
  • 21. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.6. Resultados Comentários: http://freesystemadministrationsofwere.blogspot.com.br/ “Liowsn Project is currently much sought after and are a favorite software the in world.” http://softwaregeek.com/ “Liowsn Project is the best freeware operating system for works with WSN” Marllus de Melo Lustosa
  • 22. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.6. Resultados Publicações e palestras: M. Lustosa. “O Projeto Liowsn”. (Página 60-62 edição 39). ISSN 2236031X. Revista Espírito Livre. revista.espiritolivre.org. Junho 2012. M. Lustosa, S. Singh. “Liowsn Project: An Operating System Remastered for Works with Simulation of Wireless Sensor Networks”. (Volume 52 – No.12). International Journal of Computer Applications (IJCA). August 2012. Software Freedom Day 2012: Palestra com tema “Projeto Liowsn: Um sistema operacional para trabalhos com Redes de Sensores Sem Fio”. http://softwarelivre.org/sfd-teresina/ Marllus de Melo Lustosa
  • 23. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 3.6. Resultados Papers: Utilization and citation Reena, R. Pandit, V. Richariya. “Performance Evaluation of Routing Protocols for Manet using NS2”. (Volume 66 – No.24). International Journal of Computer Applications (IJCA). March 2013. R. G. Balaji, P. S. Raghavendran, R. Ashokan. “Performances Enhancement in Wireless Body Area Network (WBAN)”. (Volume 3 - Issue 2). International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT). August 2013 Qualis Capes: A2 B. K. Saha, S. Misra, M. S. Obaidat. “A web-based integrated environment for simulation and analysis with NS-2”. DOI 10.1109/MWC.2013.6590057. Wireless Communications, IEEE (Volume: 20 , Issue: 4). August 2013. Marllus de Melo Lustosa
  • 24. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 4. Trabalhos futuros - A partir do Kernel Linux, recriar um S.O. - Adicionar mais ferramentas disponíveis na literatura. - Otimizar o sistema, com foco em pesquisas com RSSF. - Desenvolver um front-end (na web e/ou desktop) que facilite a criação de topologias e cenários para RSSF. Marllus de Melo Lustosa
  • 25. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI 5. Colaboradores Laboratório de Sistemas Onipresentes e Pervasivos – OPALA – UESPI Marllus de Melo Lustosa Shivjay Tomar Singh Jiwaji University Gwalior - India
  • 26. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI Referências Estrin. "Scalable Coordination in sensor Networks", D. Estrin, R. Govindan, J. Heidemann, USC/Information Sciences Institute, //www.lecs.cs.ucla.edu/~estrin/,1999 Kahn. "Emerging Challenges Mobile Networking for "Smart Dust"", J. M. Kahn, R. H. Katz, K. S. Pister, EECS, U. C. Berkeley, //www.eecs.berkeley.edu/~jmk/,1999 Pegden, C.D. et al. Introduction to simulation using SIMAN. NY: McGraw-Hill, 2nd ed, 1990. Nabble. 2012. Network Simulator ns-2 - The Official Discussion List. Research on errors in the installation of the ns- 2.http://old.nabble.com/forum/Search.jtp?query=installati on+error+ns&local=y&forum=15582&daterange=0&star tdate=&enddate=/ The Mail Archive. 2012. Discussion list of the ns-users. Research on errors in the installation of modules on the ns-2. http://www.mailarchive.com/search?l=ns-users%40isi.edu&q=error+installation+module. L., Marllus. ”Introdução à simulação de redes de computadores com o NS-2 (Network Simulator) – Teoria e Prática. Capítulo de livro. Nº 1. ENUCOMP 2012.” Marllus de Melo Lustosa
  • 27. Departamento de Computação - DC Bacharelado em Ciência da Computação - UFPI Página do projeto http://sourceforge.net/projects/liowsn/ Contatos www.marllus.com @marllusmelo marlluslustosa@gmail.com Marllus de Melo Lustosa