Veículos aéreos não tripulados como sorvedouro móvel em redes de sensores sem fio: investigando os efeitos do planejamento de rota na eficiência da rede

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Antunes, Jean Roberto
• Orientador(a): Brisolara, Lisane Brisolara de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação
• Departamento: Centro de Desenvolvimento Tecnológico
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Computação; Redes de sensores sem fio; Sorvedouro móvel; VANT; Consumo energético; Planejamento de rotas de cobertura; Wireless sensor networks; Mobile sink; Energy consumption; Coverage path planning
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/7717

As redes de sensores sem fio (RSSFs) vêm sendo utilizadas nos mais diversos domínios de aplicação. O desempenho dessas redes depende diretamente da cobertura da rede bem como da carga das baterias de seus nodos sensores, já que nodos descarregados causam lacunas na rede. A descarga de bateria dos nodos ocorre principalmente decorrente da transmissão de mensagens e do processamento de eventos em redes reativas, e definirá o tempo de vida da rede. Por este motivo, a preocupação com consumo energético vêm motivando pesquisas e a proposição de técnicas para diminuir o consumo dos nodos sensores. Algumas destas empregando o uso de sorvedouros móveis ao invés de estáticos de forma a evitar o envio de mensagens em multi-hop pela rede e, consequentemente, reduzir o consumo energético dos nodos decorrente da transmissão de mensagens. Como sorvedouro móvel normalmente é usado um veículo aéreo não tripulado (VANT) que sobrevoa e coleta eventos dos nodos sensores. Realizar o planejamento da rota do sorvedouro móvel é essencial para garantir a coleta de dados e um bom tempo de resposta aos eventos capturados pela rede. Neste trabalho é investigado o impacto do uso de um VANT como coletor de dados no tempo de vida e na cobertura das redes de sensores sem fio, comparando a RSSF com o sorvedouro móvel considerando os planejamentos de rota zig-zag e espiral, com a RSSF empregando multi-hop e sorvedouro fixo. Neste comparativo, diferentes densidades de rede foram avaliadas, assim como diferentes proporções entre os custos energéticos associados à comunicação e à computação. Em todos os experimentos realizados, a rede com sorvedouro móvel, seja com o planejamento de rota zig-zag ou espiral, superou a RSSF padrão com sorvedouro fixo. Os resultados mostraram que o sorvedouro móvel voando em espiral capturou mais eventos que o sorvedouro em zig-zag. Com relação ao tempo de vida da rede, as redes com sorvedouro móvel com rota em espiral e com rota em zig-zag não apresentaram diferenças estatisticamente significativas, porém o emprego do sorvedouro móvel independente da rota fez com que a rede sobrevivesse mais tempo que a rede com sorvedouro fixo.