UM MECANISMO DE CONTROLE DE CONGESTIONAMENTO DISPARADO POR EVENTOS ATRAVÉS DE FILTRAGEM LOCAL DE DADOS PARA RSSFS CLUSTER-TREE BASEADAS NO PADRÃO IEEE 802.15.4

Abstract

Resumo: A Internet das Coisas (IoT - Internet of Things) é uma inovação tecnológica que tem se tornado bastante atrativa no âmbito comercial, industrial e residencial. Com isso, houve uma crescente aplicação principalmente nos negócios, com o desenvolvimento de mecanismos de comunicação eficientes e desenvolvimento de aplicações em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). Essa grande aplicabilidade torna-se necessária uma avaliação de benefícios, estratégias e dificuldades enfrentadas na aplicação dessa tecnologia. Dentro desse contexto,o conjunto de normas IEEE 802.15.4 e ZigBee forma uma pilha adequada de protocolos para implantação de RSSFs, oferendo interoperabilidade, mobilidade e autonomia entre dispositivos que operam sob baixo consumo energético, baixo custo e baixas taxas de comunicação. Estas normas especificam uma topologia especial peer-to-peer chamada cluster-tree, na qual permite a sincronização de nós e é apontada como uma das topologias mais apropriadas para implantação em ambientes de larga escala. Entretanto, a ocorrência de congestionamentos evidencia-se como um dos maiores desafios de RSSFs cluster-tree de larga escala. Diante disso, torna-se necessário a proposta de mecanismos eficientes para mitigar os elevados atrasos de comunicação fim-a-fim e as possíveis perdas de pacotes, comuns num ambiente congestionado. Este trabalho de mestrado propõe um mecanismo de controle de congestionamento disparado por eventos através da filtragem local de dados para RSSFs cluster-tree de larga escala. A ideia subjacente é implementar um mecanismo de filtragem que possa reduzir a quantidade de dados transmitidos pelos nós sensores, evitando ou postergando possíveis congestionamentos e reconfigurações de rede. Como resultados, este trabalho fornece uma avaliação de desempenho por simulação que visa implementar e avaliar a eficiência dos principais mecanismos propostos. Os resultados mostram que a implementação de mecanismos de filtragem local nos nós sensores pode fornecer qualidade de serviço para o fluxo de monitoramento, evitando assim congestionamentos e processos de reconfiguração de rede. Abstract: Internet of Things (IoT) is a technological innovation that has become very attractive in the commercial, industrial, and home domains. As a consequence, there was a growing application, mainly in business, with the development of efficient communication approaches for Wireless Sensor Networks (WSN). This wide applicability requires the evaluation of benefits, strategies and difficulties faced in this technology. Within this context, the set of IEEE 802.15.4 and ZigBee standards composes an appropriate protocol stack to deploy WSNs, offering interoperability, mobility, and autonomy. These standards provide a special peer-to-peer topology called cluster-tree, in which allows node synchronization and it is pointed out as one of the most appropriate topologies for deployment in large-scale environments. However, the occurrence of congestion is one of the most challenges of large-scale cluster-tree networks. Therefore, it is necessary to define efficient mechanisms to mitigate the high end-to-end communication delays and packet losses, that are common in a congested environment. This master’s work proposes the use of an efficient local filtering mechanism, in order to avoid or postpone congestion for large-scale cluster-tree WSNs. The underlying ideia is to implement an filtering mechanism that can reduce the amount of data transmitted by sensor nodes, avoiding possible network congestions and reconfigurations. As expected results, this work intends to contribute to the state of the art of cluster-tree WSNs and provide a performance assessment by simulation of the proposed compression mechanism. The results show that the implementation of local filtering mechanims at sensor nodes can provide quality of service for the monitoring flows, thus avoiding network congestion and reconfiguration processes.