Desenvolvimento, simulação e validação de protocolos MAC e de encaminhamento para redes de sensores sem fios - Tavares, Jorge Miguel da Silva (2015)
A optimização de protocolos com elevada eficiência energética em redes de sensores sem fios constitui um desafio e a sua aplicação em contextos de automação de processos e recolha de dados apresentou-se como uma grande motivação. Simularam-se aplicações capazes de encaminhar os dados pela rede até ao nó Sink para vários protocolos com diferentes parâmetros ajustáveis, tais como o tempo de escuta; dutycycle e o período de contenção. Consideraram-se sensores MICAz da Crossbow, a funcionar a 2,4GHz (IEEE 802.15.4) e suportados pelo sistema operativo TinyOS para instalação prática da aplicação nos nós sensores, ou suportada pelo simulador Castalia/OMNet++. Como cenário para as aplicações sem mobilidade, considera-se uma área para plantação onde os nós sensores a controlar a humidade do solo. Para as aplicações com mobilidade, considera-se que os nós sensores estão a monitorizar a localização de cada animal duma manada. Verificou-se, através de simulação em Castalia, que quanto maior for o período de escuta maior será o consumo de energia. Nas aplicações com mobilidade, o protocolo S-MAC é o que apresenta uma eficiência energética superior. Nas aplicações sem mobilidade, num cenário com 36 nós dispostos numa grelha rectangular, conclui-se que o protocolo T-MAC tem um desempenho energético ligeiramente superior. Caso se esteja a utilizar uma RSSF, numa aplicação prática em que todos os nós têm uma função crítica, deve-se escolher um valor para o período de contenção correspondente ao valor mais reduzido do desvio padrão da energia consumida. Caso a função de um nó sensor não seja crítica para o sistema, o valor óptimo para o período de contenção é dado pelo valor mínimo da média de consumo de energia da rede. No cenário considerado, os valores óptimos para o período de contenção são 40 e 50 ms, para os casos onde missão individual de cada nó é ―crítica‖ ou ―não crítica‖, respectivamente.