Titulo Estágio
Reprogramação de sensores sem fios.
Área Tecnológica
Comunicação Telemática
Local do Estágio
DEI / Centro de Informática e Sistemas da Universidade de Coimbra.
Enquadramento
As redes de sensores sem fios são, neste momento, uma das tecnologias mais promissoras na área das redes e começam a invadir o dia-a-dia de forma discreta mas progressiva. Constituídas por dispositivos autónomos de baixo preço, com capacidades de transmissão sem fios, processamento e acopladas a sensores ou actuadores, estas redes podem ser colocadas em qualquer sítio, controlar diversos dispositivos e obter os mais diversos dados. Esta flexibilidade tem como contrapartida a existência de restrições como energia, memória, capacidade de processamento e de transmissão, e dependência da aplicação que se usa. Outro problema é a falta de garantia de desempenho e segurança destas redes. Com um campo de aplicação muito vasto, que vai desde a monitorização do ambiente, controlo de edifícios inteligentes, monitorização de funções fisiológicas vitais, monitorização de pessoas, monitorização de segurança, controlo de instalações industriais, até aplicações militares, estas redes permitem operar em qualquer tipo de cenário de uma forma quase imediata.
Objetivo
Um dos problemas existentes actualmente consiste na necessidade de reprogramação dos sensores individuais de uma rede de sensores sem fios, como resposta a novas necessidades ou a novos requisitos de desempenho. Com os sensores espalhados por uma vasta área, sendo alguns deles móveis, proceder à reprogramação individual de cada um é uma tarefa morosa e com custos elevados. A alternativa é reprogramar os sensores usando a própria rede sem fios que os liga, tentando minimizar os gastos de bateria e o tráfego de dados necessários a essa operação. Em cenários que exigem garantias de Qualidade de Serviço, como instalações industriais ou aplicações para saúde, a reprogramação ainda se torna um processo mais complexo pois, além dos problemas de disseminação da nova informação de forma fidedigna, ainda é necessário que esse processo não provoque quebras na performance global da rede.
Neste estágio pretende-se continuar um trabalho já começado no âmbito de estágios anteriores, e melhorar um protocolo de reprogramação de redes de sensores. Este protocolo será direcionado ao cenário de redes de sensores com performance controlada, o mais crítico.
As alterações a realizar têm como prioridade aumentar a fiabilidade e reduzir o overhead do protocolo de reprogramação, minimizando ao mesmo tempo o impacto na performance da rede durante a operação.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
1. Revisão do estado da arte das ferramentas e protocolos de reprogramação existentes. (Set)
2. Introdução à programação de redes de sensores sem fio, incluindo um estudo geral sobre o sistema operativo a usar (Out)
3. Estudo do trabalho realizado anteriormente no CISUC. (Nov)
3.1. Testes com o protocolo de modo a perceber o seu funcionamento e os seus pontos fracos.
4. Especificação das melhorias a realizar no protocolo de reprogramação. (Dez)
4.1 Análise dos requisitos de um protocolo de reprogramação em ambientes de performance controlada.
4.2. Especificação das melhorias a realizar de modo a aumentar a fiabilidade e reduzir o overhead.
4.3. Especificação dos mecanismos a usar para limitar o impacto da operação de reprogramação na performance normal da rede.
5. Escrita do relatório intermédio de estágio. (Jan)
Plano de Trabalhos - Semestre 2
1. Alterações ao protocolo de reprogramação existente. (Fev a Maio)
1.1. Estudo em detalhe do código do protocolo de reprogramação existente. (Fev)
1.2. Implementação das alterações ao protocolo especificadas no 1.o Semestre.(Mar a Maio)
2. Testes ao protocolo usando um test bed constituído por vários sensores sem fios. (Maio a Jun)
2.1. Especificação dos cenários de teste
2.2. Comparação da performance do protocolo original com o produzido no estágio
3. Elaboração do relatório final de estágio (Jun).
Condições
O aluno irá desenvolver o seu trabalho nas instalações do Laboratório de Comunicações e Telemática do CISUC, onde disporá de um local de trabalho fixo bem como de todos os recursos necessários. O presente estágio não deverá ser remunerado.
Observações
O trabalho a desenvolver constitui igualmente uma oportunidade para participar na elaboração de artigos científicos a submeter a conferências na área de redes de sensores.
Orientador
Vasco Pereira
vasco@dei.uc.pt 📩