NÓS
SENSORES SEM FIO
Linnyer Beatrys Ruiz voltar
Tecnologia de Nós Sensores Sem Fio, Revista Controle
e Instrumentação 2004
Os principais
componentes de um nó sensor são unidade
de comunicação sem fio, unidade de
energia, unidade de sensoriamento,
unidade de computação. O componente lógico
de um nó sensor é o software que executa na unidade de computação. Os nós
sensores tendem a serem projetados com pequenas dimensões e esta limitação de
tamanho acaba impondo limitações nos recursos dos nós, tais como capacidade da
fonte de energia, processador e transceptor. Apesar dos nós possuirem
individualmente pouca capacidade computacional e de energia, um esforço
colaborativo entre os mesmos permite a realização de uma tarefa maior. Em alguns casos, uma RSSF também pode ser
composta de dispositivos atuadores que permitem ao sistema controlar parâmetros
do ambiente monitorado.
PARA ADQUIRIR KITS DE
DESENVOLVIMENTO E NÓS SENSORES
Crossbow Technology, Inc.,
Disponível em: http://www.xbow.com
Millennial net: Wireless sensor networks. Disponível em: http://www.millennial.net.
SAIBA MAIS...
Minicurso: Redes de Sensores Sem Fio (SBRC2003)
Minicursos:
Arquitetura de Redes de Sensores Sem Fio (SBRC2004)
PROJETOS ACADÊMICOS DE NÓS SENSORES
Projeto Motes,
Universidade Califórnia Berkeley
Projeto μAMPS, MIT
Projeto
Pico Rádio, UCB
JPL Sensor Webs Project, NASA
Projeto
BEAN, DCC/UFMG
ARQUITETURAS E PROJETOS
SCADDS – Scalable Cordination Architectures for Deeply
Distributed Systems – USC patrocinado pelo DARPA
SensoNet – Protocolos - Georgia Institute of Tecnology
Cougar –
CENS – Center for Embedded Networked Sensing – UCLA
Micro Adaptive Multi-domain Power-aware Sensors – MIT
Wireless Integrated Network Sensors – UCLA
Projeto SensorNet – DCC/DEE UFMG, UFPE
– CNPq - Brasil
Em geral, baterias de energia finita são utilizadas
como fontes de energia dos nós sensores. Existem diferentes tecnologias de
fabricação, referindo-se ao consumo de energia. A escolha da bateria a ser
utilizada nos nós sensores deve considerar algumas características como volume,
condições de temperatura e capacidade inicial. Os tipos mais comuns de bateria
dos nós sensores são: linear simples, lítio NR e lítio Coin Cell.
Para RSSFs,
uma fonte de energia contínua e disponível no ambiente é de grande importância.
Por exemplo, células solares podem contribuir com 15 mWatts por centímetro
quadrado se expostas diretamente ao sol e 0,15 mWatts em dias nublados. Para
algumas aplicações, como em ambientes fechados, este tipo de fonte pode não ser
suficiente. Outros tipos, como por exemplo vibração e acústico, podem então ser
utilizados.
A unidade de comunicação inclui todo o sistema de
transmissão e recepção, amplificador e antena. Os dois tipos de comunicação
mais utilizados nas arquiteturas de nós sensores são:
1) Óptica (laser): o transmissor utiliza raios
laser para enviar a informação. Pode ser dividida em ativa e passiva.
Tem como principal vantagem o baixo consumo de energia e como desvantagem a
necessidade de que os nós estejam direcionados;
2) Rádio Frequência (RF): baseado em ondas
eletromagnéticas com freqüência variando de dezenas de KHz a centenas de GHz. O
tamanho da antena deve ser pelo menos l/4, onde l é o comprimento
de onda, para otimizar a comunicação.
O consumo de energia do transceptor é dependente da
operação efetuada e tipicamente a transmissão de dados consome mais energia que
a sua recepção.
Saiba mais...
Transceptor TR1000: http://www.rfm.com/products/data/tr1000.pdf
CC1000 low power FSK transceiver. http://www.chipcom.com
A memória e o processador estão
envolvidos nas atividades de computação realizada pelo nó. Quanto maior a
freqüência do processador, maior o consumo de energia. O consumo do
processamento pode ser medido pelo número de ciclos de relógio para diferentes
tarefas como o processamento de sinais, verificação de código de erro, etc.
Algumas das características dos processadores utilizados em nós sensores são:
operam em baixa freqüência (a maioria utiliza processadores de 4 MHz), possuem
um baixo custo com energia e baixa capacidade de armazenamento, por
exemplo 4 e 128 KB.
Saiba mais...
Micro-controlador ATMEL: http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc1041.pdf
Um dispositivo sensor é um dispositivo que
produz uma resposta mensurável para uma mudança na condição física (e.g.,
temperatura, pressão, campo magnético, estresse mecânico, presença ou ausência de
movimento, áudio, vídeo). Dispositivos sensores geralmente têm características
físicas e teóricas diferentes. Assim, numerosos modelos de nós sensores de
complexidade variável podem ser construídos baseado nas necessidades das
aplicações.
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