Disciplina Discipline PCS5011
Redes de Sensores sem Fio

Wireless Sensor Networks

Área de Concentração: 3141

Concentration area: 3141

Criação: 12/12/2022

Creation: 12/12/2022

Ativação: 12/12/2022

Activation: 12/12/2022

Nr. de Créditos: 8

Credits: 8

Carga Horária:

Workload:

Teórica

(por semana)

Theory

(weekly)

Prática

(por semana)

Practice

(weekly)

Estudos

(por semana)

Study

(weekly)

Duração Duration Total Total
3 1 6 12 semanas 12 weeks 120 horas 120 hours

Docentes Responsáveis:

Professors:

Cíntia Borges Margi

Bruno de Carvalho Albertini

Objetivos:

Esta disciplina tem como objetivo apresentar e discutir os principais conceitos de sistemas embarcados distribuídos necessários à implementação de redes de sensores sem fio para monitorar e controlar o mundo real, destacando-se os problemas de pesquisa relevantes. Para tanto, serão abordados protocolos de comunicação de camadas mais altas (MAC e acima), questões e modelos de programação, sistemas operacionais, características e desenvolvimento de plataformas para redes de sensores sem fio, e aplicações típicas.

Objectives:

This course aims to present and discuss the main concepts of distributed embedded systems required to implement wireless sensor networks to monitor and control the real world, highlighting the relevant research problems. This course will cover higher layer communication protocols (MAC and above), programming issues and models, operating systems, characteristics and development of platforms for wireless sensor networks, and typical applications.

Justificativa:

Este curso é de interesse aos que estão engajados na pós-graduação da área de Redes de Computadores e Sistemas Embarcados, bem como a alunos de outras áreas da Engenharia Elétrica ou mesmo da EPUSP, como suporte ao desenvolvimento e implantação de sistemas embarcados em redes.

Rationale:

This course is of interest to those who are engaged in graduate studies in the area of Computer Networks and Embedded Systems, as well as students from other areas of Electrical Engineering or even from EPUSP, as a support for the development and deployment of embedded systems in networks.

Conteúdo:

Para atingir o objetivo de apresentar os principais conceitos de sistemas embarcados distribuídos necessários à implementação de redes de sensores sem fio para monitorar e controlar o mundo real, enfatizando a discussão dos problemas de pesquisa relevantes em aberto, os seguintes tópicos serão abordados: (1) características fundamentais: cobertura,atraso (latência), conectividade, tempo de vida; (2) aplicações de redes de sensores sem fio; (3) projeto e operação de sistemas cientes de energia; (4) desenvolvimento de plataformas de hardware embarcado, tipos de sensores e rádios; (5) protocolos de camada de enlace, roteamento, transporte e disseminação de dados; (6) controle de topologia, organização, localização e sincronização; (7) modelos de programação, sistemas operacionais, base de dados, middleware; (8) calibração, falhas e depuração; (9) segurança; (10) tendências e novas áreas de pesquisa e aplicações. Para desenvolver as aulas, utilizaremos: aulas expositivas dialogadas, com discussão e análise crítica; leituras de artigos com verificação; e desenvolvimento de um artigo descrevendo um projeto (envolvendo implementação de protocolos em simulador ou testbed) e respectiva sua apresentação. Ao concluir a disciplina, espera-se que o aluno seja capaz de identificar problemas relevantes e possuir visão crítica da área de pesquisa em redes de sensores sem fio.

Content:

To achieve the goal of presenting the main concepts of distributed embedded systems required to the implementation of wireless sensor networks to monitor and control the real world, emphasizing the discussion of relevant open research problems, the following topics will be covered: (1) fundamental characteristics: coverage, delay (latency), connectivity, lifetime; (2) applications of wireless sensor networks; (3) design and operation of energy-aware systems; (4) development of embedded hardware platforms, sensor types, and radios; (5) link layer protocols, routing, transport, and data dissemination; (6) topology control, organization, localization and synchronization; (7) programming models, operating systems, database, middleware; (8) calibration, faults and debugging; (9) security; (10) trends and newareas of research and applications. To develop the classes, we will use: dialogued lectures, with discussion and critical analysis; article readings with verification; and development of a paper describing a project (involving protocol implementation in a simulator or testbed) and its presentation. At the end of the course, it is expected that the student will be able to identify relevant problems and have a critical view of the research area in wireless sensor networks.

Forma de Avaliação:

A avaliação será composta por um exame final, um projeto (envolvendo implementação de protocolos ou aplicações em simulador ou testbed), e verificação de leitura dos artigos lidos na preparação para as aulas.

Type of Assessment:

The evaluation will consist of a final exam, a project (involving implementation of protocols or applications in a simulator or testbed), and verification of reading the articles read as preparation for the classes.

Observação:

Pré-requisitos: (1) Conhecimentos em Redes de Computadores (equivalentes às disciplinas de graduação PCS3424 - Redes de Computadores I e PCS3724 -Redes de Computadores II); (2) Conhecimentos em Redes sem fio e mobilidade (qualquer disciplina de graduação que aborde o tema); (3) Habilidades de programação em C/C++ (para desenvolvimento de simulações e implementação em testbed) e conhecimento básico de Linux.Caso o número de alunos inscritos seja superior ao número de vagas, um teste será aplicado na primeira aula para determinar quais alunos participarão da disciplina. Terão prioridade alunos cujo tema de pesquisa seja Redes de Sensores sem fio. Número mínimo de alunos: 5 Número máximo de alunos: 30

Notes/Remarks:

Prerequisites: (1) Knowledge in Computer Networks (equivalent to the undergraduate courses PCS3424 - Computer Networks I and PCS3724 - Computer Networks II); (2) Knowledge in Wireless Networks and Mobility (any undergraduate course that covers the subject); (3) Programming skills in C/C++ (for simulation development and testbed implementation) and basic knowledge of Linux. If the number of students applying is greater than the available seats, a test will be administered in the first class to determine which students will take the course. Priority will be given to students whose research topic is Wireless Sensor Networks. Min students allowed: 5 Max students allowed: 20

Bibliografia:

[1] Zhao, Feng; Guibas, Leonidas; "Wireless Sensor Networks: An Information Processing Approach". Morgan Kaufmann, ISBN: 1558609148, 2004. [2] Callaway, Edgar H.; "Wireless Sensor Networks Architectures and Protocols". Auerbach Publication, ISBN: 0849318238, 2003. [3] Faludi, Robert. “Building Wireless Sensor Networks”. O'Reilly Media, ISBN: 978-0-596-80773-3, 2010. Além disso serão utilizadas outras referências como coletânea de artigos em periódicos ou conferências relevantes, dentre as quais ACM Transactions on Sensor Networks, IEEE/ACM Transactions on Networking, Elsevier Ad Hoc, Elsevier Computer Communications, IEEE International Conference on Computer Communications (IEEE INFOCOM), ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys), ACM/IEEE International Conference on Information Processing in Sensor Networks (IPSN), IEEE Communications Society Conference on Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks (SECON).

Bibliography:

[1] Zhao, Feng; Guibas, Leonidas; "Wireless Sensor Networks: An Information Processing Approach". Morgan Kaufmann, ISBN: 1558609148, 2004. [2] Callaway, Edgar H.; "Wireless Sensor Networks Architectures and Protocols". Auerbach Publication, ISBN: 0849318238, 2003. [3] Faludi, Robert. “Building Wireless Sensor Networks”. O'Reilly Media, ISBN: 978-0-596-80773-3, 2010. In addition, other references will be used, such as the collection of articles in relevant journals or conferences, among which ACM Transactions on Sensor Networks, IEEE/ACM Transactions on Networking, Elsevier Ad Hoc, Elsevier Computer Communications, IEEE International Conference on Computer Communications (IEEE INFOCOM), ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys), ACM/IEEE International Conference on Information Processing in Sensor Networks (IPSN), IEEE Communications Society Conference on Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks (SECON).

Tipo de oferecimento da disciplina:

Não-Presencial

Class type:

Não-Presencial

Informações adicionais do oferecimento da disciplina:

Híbrido significa aula simultânea para alunos presentes e remotos ao mesmo tempo

Additional class type information:

Híbrido significa aula simultânea para alunos presentes e remotos ao mesmo tempo