Arquitetura de comunicação de tempo real em redes de sensores sem fio

Abstract

A crescente demanda de sistemas industriais automatizados está entre os principais fatores de crescimento do mercado das Rede de Sensores sem Fio (RSSF). No entanto, para a utilização destas redes em ambientes industriais é necessário cumprir requisitos de baixa latência, alta confiabilidade e robustez. O uso de técnicas de retransmissão cooperativa aborda estes requisitos, melhorando a taxa de sucesso da rede por um baixo custo. Com o objetivo de avaliar a viabilidade de implementação de uma RSSF cooperativa, estre trabalho propõe uma implementação iniciail do modo de operação Low Latency Determnistic Network (LLDN) do protocolo IEEE 802.15.4. A implementação da rede foi realizada utilizando as placas WM-100 Duino e KITRFA1 e o processamento das mensagens foi feito utilizando a stack LwMesh.Os testes foram divididos em estado de associação e operação. O estado de associação constitui os estados Discovery e Configuration, definidos pelo protocolo. Vários tamanhos de timeslot foram testados, variando o Number of Base Timeslot per Managment Timeslot (NBMT). A melhor configuração testada, com NBMT igual a 2, apresenta um tamanho de timeslot de 0,005 segundos, totalizando o tempo de um ciclo de 0,020 segundos. Com 12 nodos requisitando associação, em média 10 nodos foram associados em 11 ciclos de associação, totalizando 0,599 segundos. Estes resultados foram comparados com resultados teóricos, resultantes de análise matemática, validando esta etapa do estudo. O estado de operação Online da rede, na qual ocorre a troca de mensagens entre os dispositivos da rede, ainda encontra-se em teste. O atraso gerado nesta etapa do estudo foi causado pela suspensão das atividade presenciais na UFSC. Com acesso novamente aos equipamentos necessário, testes iniciais demonstram a viabilidade de implementação de uma RSSF utilizando o modo de operação LLDN em nodos comerciais, considerando o tamanho de timeslots apropriado.