As redes de sensores sem fio definidas por software surgiram para superar os desafios das redes de sensores sem fio tradicionais, como roteamento, compartilhamento de recursos, gerenciamento de rede e configuração. No entanto, como em qualquer outra rede sem fio, os tráfegos de controle e dados competem pelos recursos limitados das redes de sensores sem fio definidas por software. Essa competição pode afetar o desempenho dos planos de controle e dados. O IEEE 802.15.4e Time Slotted Channel Hopping provou sua eficiência com redes de recursos limitados e melhorou a confiabilidade e o atraso fim-a-fim por meio do fatiamento da rede. A literatura indica que garantir o nível requerido de qualidade de serviço para as aplicações consideradas em redes com recursos tão limitados ainda representa um grande desafio, especialmente para redes escaláveis. Neste trabalho combinamos as vantagens do Time Slotted Channel Hopping com as características das redes de sensores sem fio definidas por software para projetar um mecanismo de escalonamento centralizado a fim de atender aos requesitos das aplicações em tempo real. Para atingir esse objetivo, apresentamos uma abordagem de escalonamento que isola os diferentes tipos de tráfego e atribui dinamicamente o escalonamento apropriado. Essa abordagem monitora o desempenho da aplicação, alocando mais ou menos recursos conforme a necessidade. Até onde sabemos, esta é a primeira abordagem para garantir os requisitos da aplicação para as redes de sensores sem fio definidas por software escaláveis sem hardware adicional. Adotando IT-SDN como a rede de sensores sem fio definida por software, nossa abordagem proposta é avaliada minuciosamente em comparação tanto com a abordagem de isolamento de tráfego quanto com os requisitos das aplicações. Para esta análise consideramos até 4 aplicações com diferentes níveis de prioridade, além de tamanhos de rede de até 225 nós. Considerando os planos de controle e de dados, os experimentos são realizados usando o Contiki OS e o simulador Cooja. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência da abordagem proposta, que aumentou a taxa de entrega de dados em até 28% e diminuiu o atraso de dados em até 57% em comparação com a abordagem de isolamento dos tráfegos. Além disso, a nossa abordagem foi capaz de garantir os requisitos das aplicações para redes de tamanho maior.

Software Defined Wireless Sensor Networks (SDWSNs) emerged to overcome the challenges of traditional Wireless Sensor Networks (WSN) such as routing, resource sharing, network management, and configuration. However, as with any other wireless network, control and data traffics compete for the limited resources over SDWSNs. This competition could affect the performance of both control and data planes. IEEE 802.15.4e Time Slotted Channel Hopping (TSCH) proved its efficiency with limited resources networks and improved both reliability and end-to-end delay through network slicing. Literature indicates that ensuring the required Quality of Service (QoS) level for the considered applications over such limited resources networks still represents a big challenge, especially for scalable networks. We combine TSCHs advantages with SDWSNs characteristics to design a centralized application-aware scheduling mechanism, which meets the applications requirements in the real-time. To achieve this goal, we present the Application-Aware (AA) scheduling approach, which isolates the different traffic types and dynamically assigns adequate scheduling. The AA approach monitors the applications performance and assigns more or less resources according to the applications necessity. To the best of our knowledge, this is the first approach to ensure the applications requirements for scalable SDWSNs without additional hardware. Adopting IT-SDN as the SDWSN framework, our proposed approach is thoroughly evaluated in comparison to both the Application Traffic Isolation (ATI) approach and the applications requirements. In our analysis, we consider up to 4 applications with different priority levels, in addition to network sizes of up to 225 nodes. Considering both control and data planes, the experiments are carried out using Contiki OS and Cooja simulator. The obtained results proved the efficiency of our proposed approach, which increased the data delivery rate by up to 28% and decreased the data delay by up to 57% in comparison to the ATI approach. Moreover, the AA approach was capable of ensuring the applications requirements for increasing network sizes.