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Título: EPMOSt: um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente para redes de sensores sem fio
Título em inglês: EPMOSt: an energy-efficient passive monitoring system for wireless sensor networks
Autor(es): Garcia, Fernando Parente
Orientador(es): Andrade, Rossana Maria de Castro
Palavras-chave: Ciência da computação
Monitoramento passivo
Eficiência energética
Redes de sensores sem fio
Passive monitoring
Energy-Efficient
Data do documento: 2014
Citação: GARCIA, F. P. (2014)
Resumo: Sistemas de monitoramento permitem depurar e analisar o funcionamento de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). No monitoramento passivo, uma rede de monitoramento adicional é implantada com o intuito de capturar e analisar os pacotes transmitidos pela rede a ser monitorada, denominada rede alvo. Quando se deseja monitorar uma RSSF em um ambiente real, um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente é necessário, pois, caso contrário, a rede de monitoramento pode ter um tempo de vida bem menor do que a rede alvo. Nesta tese, inicialmente, os principais sistemas de monitoramento passivo propostos para RSSF foram identificados, analisados e comparados. Durante as pesquisas realizadas na literatura, não foi identificado nenhum sistema de monitoramento passivo que se preocupasse em reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento. Sendo assim, esta tese propõe um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente para RSSF, denominado EPMOSt (Energy-efficient Passive MOnitoring System), que prolonga o tempo de vida da rede de monitoramento. O EPMOSt utiliza dois mecanismos para reduzir o consumo de energia da rede de monitoramento: eleição de sniffers (nós da rede de monitoramento) e agregação de cabeçalhos. A eleição de sniffers garante que durante a maior parte do tempo apenas um sniffer captura os pacotes transmitidos por um determinado nó da rede alvo, reduzindo assim a transmissão de pacotes capturados redundantes através da rede de monitoramento e, consequentemente, reduzindo consideravelmente o consumo de energia desta rede. Com a agregação de cabeçalhos, apenas as informações presentes nos cabeçalhos dos pacotes capturados são enviadas através da rede de monitoramento. Assim, os cabeçalhos de vários pacotes podem ser enviados na mesma mensagem de monitoramento, reduzindo assim o overhead de transmissão e, consequentemente, reduzindo também o consumo de energia da rede de monitoramento. Experimentos com sensores reais e com um simulador de RSSF são realizados em vários cenários para avaliar o sistema de monitoramento proposto. Os resultados obtidos mostram a eficiência energética do EPMOSt e a viabilidade de utilizá-lo para monitorar RSSF em ambientes reais.
Abstract: Monitoring systems are important for debugging and analyzing Wireless Sensor Networks (WSN). In passive monitoring, a monitoring network needs to be deployed in addition to the network to be monitored, called target network. The monitoring network captures and analyzes packets sent by the target network. An energy-efficient passive monitoring system is necessary when there is a need to monitor a WSN in a real scenario because the lifetime of the monitoring network is extended and, consequently, the target network benefits from the monitoring for a longer time. In this thesis, initially, the main passive monitoring systems proposed for WSN have been identified, analyzed and compared. During the literature review, no passive monitoring system for WSN that aims to reduce the energy consumption of the monitoring network has been identified. Therefore, this thesis proposes an Energy-efficient Passive MOnitoring System for WSN (EPMOSt) that extends the lifetime of the monitoring network. EPMOSt uses two mechanisms to reduce the energy consumption of the monitoring network: sniffer election and aggregation of headers. By using the sniffer election, in general only one sniffer (a node of the monitoring network) captures packets sent by a given node of the target network, thereby reducing the transmission of packets captured by the monitoring network and, thus, considerably reducing the energy consumption of this network. By using aggregation of headers, only the information present in the headers of captured packets is sent through the monitoring network. Thus, the headers of several packets may be sent in the same monitoring message, hence reducing the overhead of transmission and consequently reducing the energy consumption of the monitoring network. Experiments performed with real sensors and with a WSN simulator in various scenarios are conducted to evaluate the proposed monitoring system. The obtained results show the energy efficiency of the EPMOSt and the viability of using it to monitor WSN in real scenarios.
Descrição: GARCIA, Fernando Parente. EPMOSt: um sistema de monitoramento passivo energeticamente eficiente para redes de sensores sem fio. 2014. 115 f. Tese (Doutorado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18675
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