WiMAX GW- Gateway WiMAX para redes de sensores

Enquadramento: Os avanços tecnológicos na área dos sistemas embebidos e a necessidade de os interligar com recurso a tecnologias de comunicação sem fios deu origem ao desenvolvimento de um novo conceito de sistemas embebidos em rede – as redes de sensores e actuadores. Cada dispositivo de rede, constituído por diversos tipos de sensores/actuadores, microcontroladores e interface de rede sem fios, é caracterizado pelo seu tamanho diminuto e baixo consumo de energia. O aglomerado de vários destes dispositivos é capaz de, cooperativamente, resolver problemas complexos. Em algumas aplicações, contudo, as redes de sensores não são suficientes, só por si, de resolver problemas de sensorização, quer pela dispersão dos fenómenos a monitorar, quer pela localização remota das áreas sob vigilância. Cenários como os de monitorização ambiental, detecção de incêndios ou fenómenos naturais (e.g. vulcanologia), bem como aplicações de Telemedicina, em que os dados a enviar para um centro remoto podem atingir algum volume (e.g. vídeo ou áudio), justifica-se uma ligação da rede de sensores através de uma tecnologia que possibilite um débito binário algo elevado.

Objectivos: Os sistemas WiMAX constituem, hoje em dia, uma alternativa às comunicações celulares à escala metropolitana. Concretizando ligações sem fios, tipicamente ponto-multiponto, com débitos binários equivalentes aos garantidos por tecnologias com fios (ADSL) e podendo cobrir uma área relativamente vasta, este tipo de tecnologia posiciona-se como uma extensão sem fios, credível, às tecnologias de acesso em banda larga baseadas em cabo ou DSL. Podem, por isso, no contexto dos cenários de aplicação descritos acima, constituir uma solução para a ligação de uma ou mais redes de sensores a um centro de controlo a uma distância de alguns Km. Neste sentido, pretende-se com este trabalho a concepção de um nó especial de uma rede de sensores - uma Gateway - que utilize tecnologia WiMAX para garantir um uplink de débito elevado.

Descrição: Utilizando uma interface WiMAX disponível e um sistema embebido linux, desenvolver uma gateway compatível com uma rede de sensores constituída por motes XBow ou IST-motes. Esta solução implicará:

  1. Pesquisa bibliográfica;
  2. Análise de requisitos;
  3. Teste da interface WiMAX com a placa controladora;
  4. Desenvolvimento do sofware de rede para funcionamento com WiMAX;
  5. Concepção de uma aplicação para demonstração/teste do sistema desenvolvido.

Orientador: Rui M. Rocha, Rui F. Neves