Uma infraestrutura semântica para economizar energia em rede de sensores sem fio

Abstract

As Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) são redes com recursos limitados, como processamento, largura de banda, memória e, o mais importante, energia. Dessa forma, as aplicações para nós sensores devem criar condições de realizar suas operações de sensoriamento e processamento no maior tempo possível, como também mecanismos que possam ajudar na economia de energia, por exemplo, a utilização de melhores algoritmos, agregação de dados, mecanismos de auto-gerenciamento, dentre outros, respeitando as limitações de recursos das RSSF. Algumas pesquisas na área mostram que solucionar esse tipo de problema não é uma tarefa fácil de ser resolvida. Sendo assim, este trabalho propõe uma solução de economia de energia para RSSF e uma forma comum de compartilhamento de dados entre aplicações e redes diferentes, baseada em uma Infraestrutura Semântica para RSSF chamada SITRUS. Ela utiliza reconfiguração paramétrica nos nós sensores em tempo de execução, a partir de dados de sensoriamento processados fora da RSSF, utilizando ontologias desenvolvidas com esse propósito para o processamento desses dados. SITRUS é formada por duas partes importantes: o Middleware Ciente de Reconfiguração para Rede de Sensores Sem Fio (RAMSES), responsável pelo transporte de dados e gerenciamento de serviços das aplicações que são executadas nos nós sensores; e o Módulo de Processamento Semântico da Informação (SIP), que tem por finalidade categorizar os dados para a geração da base de dados semântica. Esta base de dados servirá para a tomada de decisões de reconfiguração dos nós sensores e para o processamento de consultas sobre as RSSFs. A escolha por esse modelo se deve ao fato de que o processamento referente à reconfiguração da RSSF não sofre intervenção humana. O processamento é determinado pelo SIP e executado pelo RAMSES. Dessa forma, segue-se um modelo baseado em semântica formal. Pretende-se também que a SITRUS favoreça a integração de diferentes aplicações pelo compartilhamento de dados relativos a um mesmo contexto. Os benefícios desta abordagem incluem o enriquecimento dos dados pela associação de seu significado, e não apenas pela sintaxe dos dados, facilitando assim o seu acesso e eliminando ambiguidades. Como forma de demonstrar a eficiência da SITRUS, uma avaliação experimental do consumo de energia com algumas aplicações e diferentes cenários foi realizada, mostrando em seus resultados que a SITRUS atende ao que foi proposto no que diz respeito ao gerenciamento do consumo de energia.