3. Estrutura

3.1 Nó Sensor

Antes de se discutir a estrutura de um nó sensor, é interessante relembrar a definição desse dispositivo. Essencialmente, um nó sensor é um dispositivo autônomo com habilidade de sensoriamento, processamento e transmissão de informação. Para tal, ele conta com componentes que podem ser observados na figura 3.1.

Figura 3.1 – Principais componentes de um nó sensor

Assim, podemos dividir esses componentes de acordo com os seus objetivos, conforme dissertado abaixo:

Unidade de Comunicação: representada pelo transceptor, reflete de modo geral a comunicação, sendo responsável pela transmissão e recepção de dados;
Unidade de Computação: contempla os dispositivos de memória e processamento e é responsável pelas atividades computacionais do nó sensor;
Unidade de Energia: geralmente representa as baterias de energia finitas utilizadas para alimentar esse tipo de dispositivo;
Unidade de Sensoriamento: responsável pela captação das informações do ambiente através dos sensores, que podem medir diferentes grandezas físicas.

3.2 Topologia de Rede

3.2.1. Redes Ad Hoc

Como uma rede de sensores sem fio é considerada um caso especial de um tipo de rede conhecida como Ad Hoc, é interessante abordar esse conceito. Basicamente, Ad Hoc se trata de uma rede que não possui um elemento centralizador da transmissão da informação, ou seja, a troca de informação é feita de forma comunitária pelos dispositivos que compõe a rede, o que define basicamente o funcionamento das redes de sensores sem fio. É interessante ressaltar que muitas características que serão comentadas posteriormente também são presentes nesse tipo de rede de modo geral, como imprevisibilidade da topologia, limitações de energia e de banda, nós que podem se movimentar arbitrariamente entre outros.

3.2.2. Redes sem fio e auto-organização

Redes de sensores sem fio possuem uma particularidade interessante que é uma baixa organização dos seus elementos. Muitas vezes elas são construídas com o lançamento aleatório de dispositivos na área em que se há o desejo de monitoramento. Não obstante, a partir do momento em que os sensores foram lançados, muitos estão sujeitos a ações do ambiente que podem ocasionar em uma nova organização física ou até mesmo na destruição de alguns componentes da rede. Logo, diferentemente de algumas redes convencionais, as redes de sensores sem fios tem que ser capazes de se organizar a fim de se manter sob controle esse dinamismo e evitar que o funcionamento seja comprometido. Esse conceito que diz respeito ao gerenciamento da topologia e da organização da rede como um todo é conhecido como auto-organização.

Para delinearmos melhor sobre a questão discutida, pensemos na topologia de uma rede onde os sensores foram lançados em um terreno para monitoramento de presença. Nota-se que nesse caso seria extremamente complicado, por exemplo, propor uma redistribuição dos sensores. Mesmo que muitos possam vir a ser destruídos por estarem sujeitos a intempéries ou ações de outros agentes, não seria trivial a substituição deles. Dessa maneira, existem propostas diversas para solução dessa problemática, a fim de se permitir que essa auto-organização opere em uma mudança na topologia da rede e assim se garanta o correto funcionamento.