Nós sensores geralmente possuem bateria, com capacidades e recursos energéticos limitados, e é bastante difícil ou impraticável um processo de recarga de cada nó da rede. Assim, para se conseguir baixo custo e tamanho reduzido dos nós, em geral os sensores possuem fortes limitações, como restrições de energia, memória e processamento, além de possuírem pequenas antenas. Embora tanto os nós sensores como os enlaces de comunicação possam falhar devido a essas limitações e aos ambientes hostis, a interconexão de um grande número de sensores de maneira a formar uma rede de sensores distribuída pode sobrepujar essas restrições e trazer grandes benefícios e aplicabilidade, como se pode comprovar na prática. Apesar de a organização de uma rede de sensores distribuída estar intimamente relacionada com a aplicação específica que se deseja desenvolver, pode-se relacionar algumas características comuns a praticamente todas as RSSF, que serão descritas nessa seção. Inicialmente, é descrita a terminologia usada em redes de sensores e, em seguida, são apresentadas as principais características de redes de sensores, divididas nos tópicos abaixo.
Terminologia
Os elementos principais das redes de sensores são o sensor, o observador e o fenômeno. O sensor é um dispositivo eletrônico pequeno capaz de realizar funções como coleta, processamento de dados e envio de relatórios através de comunicação sem fio. Geralmente, um sensor é composto por um detector de hardware, memória, bateria, processador embutido e um transceptor. Os modelos de sensores encontrados na literatura revelam que sua capacidade de detecção diminui com o aumento da distância do sensor ao fenômeno e cresce com o aumento do tempo de coleta de informações [5]. O indivíduo que estabelece consultas à rede de sensores no intuito de obter informações, coletadas pelos nós sensores, acerca de um fenômeno é denominado observador. Por fim, o fenômeno é definido como a entidade de interesse do observador. O objetivo da rede de sensores é coletar as informações relativas ao fenômeno, processá-las e enviá-las ao observador mediante uma consulta. Geralmente, cada sensor recolhe amostras discretas do fenômeno e dissemina essa informação pela rede, atuando de forma colaborativa. RSSF suportam mais de um observador realizando consultas e mais de um fenômeno sendo observado simultaneamente.
Endereçamento
Dependendo da aplicação, cada sensor pode ser endereçado unicamente ou não. Por exemplo, sensores embutidos em peças numa linha de montagem ou colocados no corpo humano devem ser endereçados unicamente caso seja desejado saber exatamente o local de onde o dado está sendo coletado. Por outro lado, sensores monitorando o ambiente numa dada região externa possivelmente não precisam ser identificados individualmente, já que o ponto importante é saber o valor de uma determinada variável nessa região.
Agregação dos dados
Essa característica indica a capacidade de uma RSSF de agregar ou sumarizar dados coletados pelos sensores. Caso a rede tenha essa funcionalidade, é possível reduzir o número de mensagens que precisam ser transmitidas por ela. Assim, os dados coletados podem ser combinados e sumarizados ainda na rede, antes de serem enviados à estação base.
Mobilidade dos sensores
Nós sensores podem ser fixos ou móveis. Por exemplo, sensores colocados numa floresta para coletar dados de umidade e temperatura são tipicamente estáticos, enquanto sensores colocados na superfície de um oceano para medir o nível de poluição da água são móveis. Embora atualmente a grande maioria dos sensores seja estática e grande parte dos trabalhos se baseie em nós estáticos, espera-se que num futuro próximo a mobilidade seja um aspecto importante em RSSF, uma vez que o movimento dos sensores possibilitará um aumento da capacidade de monitoramento e da eficácia da comunicação entre nós e servirá de base para o surgimento de novas aplicações. A mobilidade possibilita que nós inicialmente mal posicionados possam se deslocar para regiões nas quais a eficiência seja maior. Isso é relevante, porque em muitas aplicações os sensores são instalados de forma aleatória, ao invés de terem sido postos em localizações precisas. Nesse caso, se o fenômeno não puder ser bem observado a partir da posição original do nó, este poderá ajustar sua localização de forma a melhorar sua capacidade de sensoriamento. Além disso, para melhorar a qualidade da comunicação, o sensor poderá se mover, ampliando sua conectividade com outros nós e reduzindo a quantidade de energia necessária para a transmissão de dados.
Cobertura Extensa e Facilidade de Instalação
As RSSF são redes de larga escala e, geralmente, o número de nós sensores pode ultrapassar em várias ordens de grandeza o número de nós de redes sem fio tradicionais. Além disso, a área de cobertura é bem maior comparada à área coberta por um sistema de sensoriamento comum. A área total coberta por uma RSSF é a união das diversas áreas de cobertura de sensores de baixo custo. Assim, a cobertura é bastante flexível e pode ser ajustada convenientemente inserindo novos nós ou movendo os existentes. Além disso, RSSF podem cobrir terrenos hostis, onde não há infra-estrutura pré-existente.
Auto-organização da rede
Sensores numa RSSF podem ser perdidos por causa de sua destruição física ou falta de energia. Sensores também podem ficar incomunicáveis devido a problemas no canal de comunicação sem fio ou por decisão de um algoritmo de gerenciamento da rede. Neste caso, isso pode acontecer por diversas razões como, por exemplo, para economizar energia ou por causa da presença de outro sensor na mesma região que já coleta o dado desejado. A situação contrária também pode acontecer: sensores inativos se tornarem ativos ou novos
sensores passarem a fazer parte da rede. Em qualquer um dos casos, de sensores ficarem inoperantes ou passarem a participar de sua estrutura, é necessário haver mecanismos de auto-organização para que a rede continue a executar a sua função. Essa configuração deve ser automática e periódica já que a configuração manual não é viável devido a problemas de escalabilidade. Assim, auto-organização implica em obter as estruturas organizacionais necessárias sem exigir intervenção humana, isto é, os sensores, embora nós individuais, devem ser capazes de cooperar entre si de forma a realizar as operações funcionais que a rede como um todo precisa para funcionar adequadamente.
Tarefas colaborativas
O objetivo principal de uma RSSF é executar alguma tarefa colaborativa onde é importante detectar e estimar eventos de interesse e não apenas prover mecanismos de comunicação. Devido às restrições das RSSF, normalmente os dados são sumarizados para melhorar o desempenho no processo de detecção de eventos. O processo de sumarização é dependente da aplicação que está sendo executada.
Capacidade de responder a consultas
Uma consulta sobre uma informação coletada numa dada região pode ser colocada para um nó individual ou um grupo de nós. Dependendo do grau de sumarização executado, pode não ser viável transmitir os dados através da rede até o nó sorvedouro. Assim, pode ser necessário definir vários nós sorvedouros que irão coletar os dados de uma dada área e responderão consultas referentes aos nós do seu grupo.