Um mote comum


Foto cedida pelos laboratórios JLH
"Spec" colocado no topo da geração anterior de motes da UC Berkeley, o nó Mica. A redução de tamanho é fantástica.
O mote MICA é um produto já disponível no mercado e que tem sido usado amplamente por pesquisadores e desenvolvedores. Possui todos os recursos disponíveis em um mote e, com isso, pode ajudá-lo a entender o que essa tecnologia tornou possível nos dias de hoje. Os motes MICA estão disponíveis ao público através de uma empresa chamada Crossbow (em inglês). Esses motes são apresentados em duas formas comerciais:
  • retangulares, medindo 2.25 x 1.25 por 0.25 polegadas (5,7 x 3,18 x 0,64 centímetros) são dimensionados para caber em cima de duas pilhas AA que lhe fornecem energia;
  • circular, medindo 1.0 por 0.25 polegadas (2,5 x 0,64 centímetros) é dimensionado para caber em cima de uma bateria de 3 volts.
Os motes MICA usam um processador Atmel ATmega 128L, rodando a 4 megahertz. O 128L é um microcontrolador de 8-bit que tem 128 kilobytes de memória flash integrada para armazenar os programas do mote. Essa CPU tem aproximadamente a capacidade de uma CPU 8088, encontrada no primeiro PC IBM. A grande diferença é que o ATmega consome somente 8 miliampères, quando em atividade, e somente 15 microampères no modo de descanso.

Esse baixo consumo de energia permite ao mote MICA rodar por mais de um ano, com duas pilhas AA. Uma pilha AA normal pode produzir cerca de mil miliampères por hora. Com 8 miliampères, o ATmega poderia operar por cerca de 120 horas, se funcionasse de forma constante. Entretanto, o programador irá escrever seu código para que a CPU permaneça dormente na maioria do tempo, permitindo, com isso, ampliar consideravelmente a vida da bateria. Por exemplo, o mote pode desligar por dez segundos, ligar e verificar o estado por poucos microssegundos, e então voltar a desligar.


Foto cedida pelos laboratórios JLH
Visão ampliada do "Spec". Trata-se do minúsculo quadrado localizado sobre o chip central.

Os motes MICA vêm com 512 kilobytes de memória flash para armazenar dados. Eles também possuem um conversor 10-bit A/D, permitindo que os dados do sensor possam ser digitalizados. Sensores separados em um cartão podem ser conectados ao mote. Os sensores disponíveis incluem: temperatura, aceleração, luz, som e magnético. Sensores avançados para sinais GPS, estão em desenvolvimento.

O componente final de um mote MICA é o rádio. Ele possui uma faixa de várias centenas de metros e pode transmitir aproximadamente 40 mil bits por segundo. Quando desligado, o consumo do rádio é menor do que um microampère. Quando está recebendo dados, ele consome 10 miliampères. Quando está transmitindo dados, ele consome 25 miliampères. Conservar a energia do rádio é a chave para a longa duração da bateria.

Todos esses componentes de hardware juntos criaram um mote MICA. Um programador escreve um software para controlar o mote e o fez executar um certo caminho. O programa no mote MICA é construído em um sistema operacional chamado TinyOS (em inglês). O TinyOS é útil porque negocia, por nós, com o rádio e o sistema de gerenciamento de energia, além de tornar muito mas fácil escrever programas para o mote.