Um middleware reconfigurável para redes de sensores sem fio

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: Souza Vieria, Mardoqueu
• Orientador(a): Souto Rosa, Nelson
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Redes de sensores sem fio; Middleware; Publish-Subscribe; Rastreamento de objetos; Gerenciamento de grupos; Agregação de dados
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/2615

A atratividade das Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) para o monitoramento das condições do ambiente e para servir de ponte entre o mundo físico e o virtual vem aumentando devido aos avanços da micro-eletrônica, que possibilitaram a produção de vários tipos de sensores (luz, umidade, temperatura, fumaça, radiação, acústicos, sísmicos, etc.) no mesmo chip que processa o sinal e realiza a comunicação. As RSSF podem ser consideradas ambientes de computação distribuída com severas restrições de velocidade de processamento, tamanho de memória, energia e largura de banda. Individualmente os nós das redes de sensores são tipicamente não confiáveis e a topologia da rede pode mudar dinamicamente. As redes de sensores também se diferenciam por causa da estreita interação com o ambiente físico através de sensores e atuadores. Devido à todas estas diferenças, muitas soluções desenvolvidas para plataformas de computação genéricas e para redes ad-hoc não podem ser aplicadas às RSSF. Todavia, os nós das redes de sensores também exibem características de sistema de propósito geral e de sistemas embutidos. Os sistemas de middleware para RSSF têm objetivos similares (ex., comunicação) aos dos sistemas de middleware tradicionais como CORBA, RMI, JINI, DCOM e PVM, porém têm restrições diferentes. Os sistemas de middleware tradicionais geralmente consomem demasiadamente recursos como processamento, memória e largura de banda, enquanto que nas RSSF estes recursos são escassos dificultando a tarefa de desenvolver sistemas de middleware para estas redes. O desenvolvimento de middleware para RSSF é o tema central desta dissertação. O middleware desenvolvido nesta dissertação deve possui as seguintes características: adaptação do comportamento da aplicação devido à disponibilidade de recursos e características do ambiente físico; comunicação entre nós da rede permitindo também a comunicação assíncrona, pois é mais adequada ao modelo de disseminação de informação requerido por aplicações em RSSF; combinação ou fusão de dados provenientes de fontes diferentes eliminando redundância, minimizando o número de transmissões e assim economizando energia; e gerenciamento de grupos de nós para dar suporte à aplicações de rastreamento de objetos, tolerância a falhas, segurança, sincronização de relógios e gerenciamento de energia. Para realizar as características mencionadas, apresentamos o projeto, a implementação e a validação de um middleware para RSSF. Este middleware é visto como uma coleção de serviços (de middleware) fornecidos através de uma API (Application Programming Interface) e é composto pelos serviços de: comunicação, que provê canais de comunicação broadcast e publish-subscribe; reconfiguração, responsável pela reconfiguração de componentes da aplicação e serviços do middleware; gerenciamento de grupos, que provê um modelo de gerenciamento de grupos de nós da rede; e de agregação, que realiza a combinação de dados para diminuir o envio de dados pela rede