3. Métricas de Desempenho
Em redes de sensores, as principais métricas para a avaliação dos seus protocolos são: eficiência de uso da energia e vida útil do sistema, latência, precisão, tolerância a falhas, escalabilidade e exposição dos sensores.
3.1 Eficiência de Energia e Vida Útil
Como já foi visto anteriormente, nas características de uma rede de sensores, em muitas aplicações, os sensores são dispostos em lugares remotos, dificultando o acesso a estes para manutenção. Pelo fato de os nós sensores possuírem baterias como fonte de energia, é necessário que os protocolos sejam eficientes em relação ao uso de energia, de modo que a vida útil do sistema possa ser aumentada. Isso torna a conservação de energia um dos tópicos mais importantes a serem considerados no projeto de uma RSSF.
Em alguns casos, podemos aumentar o tempo de vida útil de um nó aproveitando algum tipo de energia presente no ambiente, como energia eólica, energia solar, etc. Na comunicação, a maior parte do consumo de energia está na transmissão e na recepção de dados. No processamento, sempre que possível, devem ser empregados métodos de economia de energia nas CPUs dos nós sensores, sempre visando o aumento da vida útil do sistema.
Com um mapa de energia nas mãos, podemos determinar se existe alguma parte da rede que está na iminência de falha devido à falta de energia. Conhecendo então as áreas onde há pouca energia, sabemos como devemos dispor novos sensores, pois tais sensores podem ser colocados a priori nas regiões com menos energia disponível. O mapa de energia também pode ser de grande valia para os protocolos de roteamento, pois com o uso dele, um algoritmo de roteamento pode escolher rotas que possuem nós com maior quantidade de energia, poupando assim as partes com pouca energia. Muitas são as possíveis aplicações e os possíveis algoritmos que podem se valer do mapa de energia.
3.2 Latência e precisão
Dependendo do fenômeno que está sendo observado, o observador tem um interesse de analisá-lo em um certo espaço de tempo (latência), obtendo informações precisas e confiáveis. Para isto o sistema precisa ser eficiente e eficaz, ou seja, a precisão também é de grande importância (também determinada pela aplicação).
Assim, a rede de sensores deve ser estruturada de maneira a obter a precisão e a latência que satisfazem o observador, buscando sempre o uso mínimo de energia.
3.3 Tolerância a falhas
Como já vimos, sensores podem ficar inacessíveis por problemas físicos como a falta de energia, problemas no canal de comunicação sem fio, ou por decisão de algum algoritmo de gerenciamento da rede, e o acesso a esses sensores para a troca ou manutenção pode ser muito difícil. Ela deve ser robusta e sobreviver a despeito da ocorrência de falhas em nós individuais, na rede ou falhas que ocasionam conectividade intermitente. Assim, a rede deve ser tolerante a falhas, de modo que falhas não catastróficas sejam transparentes para a aplicação (desejável). A falha deverá ser tratada como um acontecimento normal, e não como uma exceção, visto que a todo momento nós sensores falham devido a falta de energia.
Há como alcançarmos a tolerância a falhas através da replicação de dados, porém a operação de replicar os dados requer energia. Assim, mais uma vez, devemos ter um compromisso entre replicação de dados e eficiência de energia consumida. Podemos citar como exemplo de replicação de dados, os protocolos SPIN (Sensor Protocols for Information via Negotiation), que compreendem um grupo de protocolos adaptativos para a difusão de informações em RSSFs. Os nós que executam o SPIN usam os chamados meta-dados (descritores de dados de alto nível) para nomearem seus dados. Assim, através da transmissão de meta-dados eles eliminam a transmissão de dados redundantes através da rede, sem contar que os nós podem ter as suas decisões de comunicação baseadas no conhecimento de dados que são específicos da aplicação e de recursos disponíveis. Isto permite a disseminação dos dados por parte dos sensores, mesmos possuindo uma quantidade de energia limitada.
3.4 Escalabilidade
As RSSFs, por muitas vezes, possuem um grande número de nós, o que traz um desafio de escalabilidade que tem relação com a transmissão de dados redundantes e colisões, já que estes provocam um gasto de energia desnecessário. Assim, este é um fator crítico para uma rede de sensores, já que o número de nós sensores presentes na rede não deve influenciar o seu desempenho. Para que isto seja realidade, a escalabilidade exige protocolos de roteamento, endereçamento e agregação de dados escaláveis.
3.5 Exposição dos sensores
Temos percebido o grande potencial das RSSF no que diz respeito a interface entre a Internet e o mundo físico, permitindo atingir um grande número de usuários. Em um cenário como este, a qualidade de serviço está ligada a precisão e/ou latência na observação de eventos e o estado global do mundo físico. Portanto, em rede de sensores, uma das principais dificuldades é o quão bem os objetos são detectados com sensores.
A exposição, pode então ser definida como a qualidade que mede a capacidade da rede em observar um certo objeto, movendo-se em um caminho aleatório, num certo período de tempo.