Consumo energético de animais em pastagem baseado em um modelo de mobilidade híbrido para redes de sensores sem fio

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Cañizales, Yelco Antonio Marante
• Orientador(a): Barrére, Eduardo
• Banca de defesa: Silva, Edelberto Franco , Andrade, Ricardo Guimarâes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Redes de sensores sem fio; Protocolos de roteamento; Modelos de mobilidade; Consumo energético da rede; Consumo energético de animais em pastagem; Wireless sensor networks; Routing protocols; Mobility models; Network energy consumption; Energy consumption of pasture animals
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11409

O monitoramento de animais surgiu para a pecuária como um fator importante para o controle de qualidade e produtividade. A ideia é monitorar cada animal com a finalidade de fornecer ao produtor o resumo diário das atividades do bovino. Na maioria dos casos, o monitoramento é realizado através de um colar com sensor GPS embutido. O colar armazena o posicionamento do animal em um determinado ambiente, permitindo o monitoramento em tempo real, através do envio das informações para uma estação base. No entanto, os testes e a implantação desses equipamentos no mundo real são custosos, complexos e levam tempo para serem colocados em funcionamento. Neste cenário, a utilização de simuladores de redes de sensores sem fio se torna essencial para o desenvolvimento desse tipo de tecnologia. As redes de sensores sem fio são formadas por pequenos nós sensores com limitações de processamento, memoria e energia. Cada nó sensor é alimentado por uma bateria interna, tornando o tempo de vida da rede um parâmetro importante. Nos últimos anos, o problema de roteamento nas redes de sensores sem fio tem tido destaque na literatura e muitos protocolos de roteamento foram propostos. A maioria desses protocolos têm como foco a confiabilidade da transmissão e a eficiência energética das redes. Neste trabalho apresentamos um modelo configurável capaz de calcular o consumo energético de animais em pasto baseado em um modelo de mobilidade híbrido utilizado nos modelos de mobilidade individuais (Markoviano de Percurso Aleatório e Gauss-Markov) e em grupos (com Ponto de Referência) em redes ad hoc. O modelo de mobilidade foi implementado no simulador Castalia 3.2 e o algoritmo que faz os cálculos do consumo energético foi implementado em Python. A solução foi avaliada, como prova de conceito, em 3 distribuições de áreas, com 3 matrizes de relevo, para observar o comportamento esperado. Os resultados mostraram que o modelo é totalmente configurável e tem um bom funcionamento, semelhante à mobilidade real dos animais, conseguindo fazer os cálculos de consumo energético esperados. Além disso, este trabalho apresenta a avaliação de desempenho dos protocolos de roteamento: Multipath Rings (Proativo), Bypass e AODV (Reativos) e LEACH (Hierárquico). Como resultado, o protocolo que gerou o menor consumo de energia foi o LEACH e o maior consumo foi o Multipath Rings, em relação ao número de pacotes recebidos pelo nó Sink mostraram que a menor perda foi para o Multipath Rings e a maior perda foi para o LEACH.