Análise da capacidade de comunicação dos sensores Radiuino
e implementação do protocolo de acesso ao meio CSMA/CA
Franco Magri Lupo1, Fernando Matos Iuasse1, Ivairton Monteiro Santos1
Instituto de Ciências Exatas e da Terra – Campus Universitário do Araguaia –
Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
Barra do Garças – MT – Brasil
1
[email protected], [email protected], [email protected]
Abstract. This work perform an evaluation of the communication capacity of
Radiuino devices. This devices is used to compose a wireless sensor networks.
The tests was used the devices in your default configuration, and was used de
CSMA/CA protocol to collision avoidance. The aim was verify the max length
of communication between sensor nodes, the receiving capacity of the mobile
gateway node and the interference of data packet collision in communication,
as well as we should use data package collision avoidance algorithms. The
results showed what technical context the Radiuino sensor network can be
used and how much is important used a collision avoidance protocol, because
the packet data collision is the main aspect to be considered in communication
between Radiuino devices.
Resumo. Este trabalho executa uma avaliação da comunicação dos
dispositivos Radiuino, utilizado para compor redes de sensores sem fio. A
análise foi feita com os dispositivos em sua configuração original e com a
utilização do algoritmos de prevenção de colisão de pacotes CSMA/CA. Os
testes objetivaram avaliaram o alcance máximo de comunicação entre dois
dispositivos, a capacidade de recepção de pacotes de dados com o nó gateway
em movimento e o impacto na qualidade da comunicação dos nós sensores
causado pela colisão de pacotes de dados, bem como da importância em se
empregar algoritmos que evitem essa situação. Os testes permitiram
determinar os contextos em que redes de sensores formadas por dispositivos
Radiuino podem sem empregadas e demonstraram ser essencial a utilização
de protocolos de prevenção de colisão de pacotes, pelo fato da colisão dos
pacotes ser o principal fator atenuador da qualidade de comunicação entre
dispositivos Radiuino.
1. Introdução
As redes de sensores sem fio (RSSF) vem sendo cada vez mais utilizadas para o
monitoramento e automação de sistemas, com aplicações em diversas áreas (Akyildiz et
al., 2002). Com os avanços tecnológicos, há no mercado inúmeras opções de
dispositivos para o desenvolvimento de projetos de RSSF (Hill et al., 2004). Uma dessas
opções é o Radiuino (Branquinho, 2011) que basea-se na arquitetura Arduino (Banzi,
2009) e tem como objetivo proporcionar a criação de projetos e protótipos de RSSF de
maneira simplificada.
Para o desenvolvimento adequado de um projeto e a implantação de uma RSSF é
preciso conhecer as capacidades e limitações dos dispositivos a serem utilizados. Este
trabalho se propõe em avaliar a qualidade da comunicação dos dispositivos Radiuino em
conjunto com o rádio transmissor BE900 (Radioit, 2012), considerando diferentes
contextos de aplicação, empregando os sensores Radiuino em sua configuração original.
Como estes equipamentos não disponibilizam nenhum protocolo de prevenção de
colisão de pacotes, também foi implementado e avaliado o funcionamento da rede de
sensores com o protocolo de acesso ao meio CSMA/CA.
Os testes buscaram avaliar o alcance de comunicação, a interferência de
obstáculos na comunicação, a influência na comunicação quando há o emprego de um
gateway móvel e o quanto a colisão de pacotes inviabiliza a comunicação dos nós
sensores da rede. Na sequência foi implementado o protocolo de acesso ao meio
CSMA/CA e avaliada novamente a taxa de colisões de pacotes na comunicação entre os
nós sensores.
A Seção 2 apresenta e discute a avaliação da capacidade de comunicação dos
sensores Radiuino. A Seção 3 trata da implementação do protocolo CSMA/CA e
apresenta os resultados obtidos. Na Seção 4 são apresentas as conclusões do trabalho.
2. Avaliação da capacidade de comunicação
Os experimentos iniciais buscaram avaliar a eficiência da comunicação entre sensores
Radiuino homogêneos, todos em suas configurações originais. A Figura 1 ilustra os
componentes empregados nos testes: suporte para baterias (a), módulo Radiuino modelo
DK102 v1.2 (b), rádio transmissor modelo BE900 (c) e módulo UartBee (d) para
gravação nos microcontroladores e comunicação com o computador (por meio de uma
porta de comunicação serial, atuando como nó gateway, que corresponde ao nó receptor
dos pacotes de dados enviados pelos nós da rede de sensores).
(c)
(a)
(d)
(b)
Figura 1. Foto do kit Radiuino modelo DK102.
Na análise da capacidade de comunicação, foram executados quatro tipos de
testes: 1) alcance de comunicação; 2) interferência de obstáculos; 3) capacidade de
comunicação dos nós sensores com um gateway móvel; e 4) perda de pacotes por
colisão. A seguir são descritos os métodos empregados em cada teste.
2.1. Alcance de comunicação
O primeiro teste consiste em avaliar o alcance de comunicação entre os nós sensores
Radiuino. É importante observar que os sensores utilizados não possuem antena de
comunicação, há apenas um fio de cobre soldado na placa.
O teste consiste do envio de pacotes de dados por um nó sensor fixo para o nó
gateway, posicionado em um ambiente aberto, sem a presença de obstáculos.
Inicialmente o gateway foi posicionado próximo ao nó transmissor, registrando taxas de
sucesso na entrega de pacotes próximas de 100%. Gradativamente, o gateway foi se
distanciando do nó transmissor, até que a taxa de recebimento de pacotes ficou abaixo
dos 50%, ou seja, a partir desse ponto considera-se uma taxa baixa, caracterizando que a
essa distância a rede de sensores deixa de funcionar. Foram utilizados oito
configurações diferentes para a potência do sinal, variando da mais fraca para a mais
forte: -30 dbm, -20 dbm, -15 dbm, -10 dbm, 0 dbm, 5 dbm, 7 dbm e 10 dbm. O alcance
de comunicação em que a rede de sensores deixou de operar adequadamente, para cada
configuração de potência do rádio, foi aferido por meio de GPS.
2.2. Interferência na comunicação por obstáculos
Esse teste buscou avaliar o quanto obstáculos podem interferir no alcance de
comunicação dos nós sensores.
A estratégia empregada neste testes foi semelhante à utilizada no teste anterior
de alcance de comunicação. No entanto, apenas a potência máxima do sinal de rádio
(10 dbm) foi utilizada. O obstáculo utilizado no teste caracteriza-se exclusivamente por
vegetação, não densa, composta por arbustos e árvores de pequeno porte. No processo
de afastamento do gateway, além do incremento da distância, a densidade do obstáculo
também aumentou. A estratégia empregada consistiu de posicionar o gateway e o nó
sensor em uma esquina de uma quadra ocupada por vegetação, gradativamente os dois
nós se afastaram da esquina, aumentando a distância e a densidade da vegetação entre
eles.
2.3. Recepção de pacotes de dados com o gateway em movimento
Nesse ensaio buscou-se avaliar o impacto da mobilidade do gateway na comunicação,
de modo a verificar se o seu movimento interfere na recepção dos pacotes de dados
enviados pelos nós sensores.
Com o nó gateway instalado em um veículo e conectado a um notebook, foram
executadas passagens a 20, 30, 40, 50 e 60 km/h. Os nós sensores (fixos) foram
dispostos ao longo de uma via em três configurações de quantidade distintas: com 10, 5
e 3 nós. Na configuração com 10 nós, os sensores foram dispostos em duas linhas com 5
unidades, onde a distância entre os nós ao longo da linha era de 15 m e entre as linhas
era de 9 m. O gateway movimentou-se ao longo do corredor formado. Na configuração
com 5 unidades, permaneceu apenas uma das linhas descrita anteriormente. E na
configuração com 3 nós sensores, permaneceram apenas os sensores das extremidades e
o central, determinando uma distância de 30 m entre os sensores. A Figura 2 apresenta
fotos do gateway fixado no automóvel e de um nó sensor disposto na via (sobre a
sarjeta).
Figura 2. Dispositivo fixado no automóvel, para simulação de um gateway
móvel (à esquerda). Nó sensor posicionado na via (à direita).
Outros dois parâmetros foram trabalhados nesse teste, a potência do sinal de
rádio e o intervalo de envio de pacotes de dados pelos nós sensores. A potência do sinal
de rádio foi empregada apenas no seu valor mínimo (-30 dbm) e máximo (10 dbm);
enquanto que o intervalo entre o envio de cada pacote de dados pelos nós sensores foi
estabelecido em 0,2 s e 0,5 s. Vale destacar que não houve nenhum tipo de sincronização
entre os nós sensores e que suas inicializações ocorreram de forma aleatória.
2.4. Perda de pacotes por colisão
Este teste tem como objetivo proporcionar uma melhor compreensão da influência da
colisão de pacotes de dados na comunicação entre os sensores. Utilizou-se 5 nós
sensores configurados em potência de comunicação de rádio máxima (10 dbm),
distantes 5 m entre si e todos a 15 m do gateway, em campo aberto, sem a interferência
de obstáculos. Também foram empregadas duas configurações de frequência de envio
dos dados pelos nós sensores, uma de 0,2 s e outra com frequência de um pacote a cada
0,5 s.
O teste consistiu em monitorar o recebimento dos pacotes de dados de cada nó
sensor pelo gateway pelo período de 5 minutos, registrando também o número de
pacotes enviados por cada nó sensor. No primeiro estágio, apenas 1 nó sensor estava
ligado enviando dados. Na sequência, gradativamente um nó sensor foi ligado e
novamente executado o teste, até que no último estágio, os 5 nós sensores estavam
enviando pacotes de dados durante o intervalo de tempo do teste (5 minutos). Vale
relembrar que não houve nenhum tipo de sincronização entre os nós sensores.
2.5. Resultados da avaliação da capacidade de comunicação
Todos os testes foram executados 5 vezes em cada contexto, de modo que os resultados
apresentados correspondem a uma média dos valores obtidos em cada análise.
2.5.1. Alcance de comunicação
A Figura 3 apresenta o gráfico com os resultados obtidos no teste de alcance de
comunicação, sem obstáculos. Nota-se que utilizando a potência mínima no rádio
transmissor o alcance máximo obtido (onde a taxa de sucesso na recepção dos pacotes
de dados foi superior a 50%) foi de 21,5 m, enquanto que em potência máxima o
alcance chegou a 205 m.
Figura 3. Gráfico com os resultados do alcance de comunicação dos nós
sensores, variando a potência do sinal de rádio.
2.5.2. Interferência na comunicação por obstáculos
Conforme esperado, os resultados desse teste demonstraram que a existência de
obstáculos interfere de maneira substancial na qualidade de comunicação dos sensores
Radiuino. Enquanto que o alcance de comunicação entre dois nós sensores,
configurados com potência de rádio máxima, chegou a 205 m, no contexto com
obstáculos (vegetação) essa mesma configuração obteve como resultado 80 m. O
resultado obtido com a existência de obstáculos corresponde a 39% da capacidade de
alcance de comunicação no contexto em campo aberto.
Essa interferência pode ser explicada pelo fato dos sensores trabalharem em
frequência de 2,4 Ghz, sabendo-se que a esta frequência as ondas de rádio são sensíveis
à água e que a vegetação possui considerável índice de água, o contexto do teste
justifica a queda na capacidade de alcance de comunicação. Além ainda, da possível
ocorrência de refração.
2.5.3. Recepção de pacotes de dados com o gateway em movimento
Nesse teste foram executadas 5 passagens do gateway pela rede de sensores para cada
contexto (combinação das configurações descritas na Seção 2.3).
O teste registrou o número de pacotes de dados enviados por cada nó sensor a
partir do instante que o gateway entrou na sua área de alcance de comunicação,
registrando também o número e a origem de cada pacote de dado recebido pelo
gateway. Foi calculada a média da razão entre o número de pacotes recebidos pelo
gateway pelo número de pacotes enviados, com objetivo de avaliar a porcentagem de
pacotes de dados recebidos em cada contexto.
A Figura 4 apresenta o gráfico com os resultados obtidos para os testes feitos
com 10 nós sensores, enquanto que a Figura 5 o gráfico com os resultados para a rede
com 5 nós sensores e a Figura 6 o gráfico com os resultados para a rede com 3 sensores.
Figura 4. Porcentagem de pacotes recebidos pelo gateway móvel na rede
com 10 nós.
Figura 5. Porcentagem de pacotes recebidos pelo gateway móvel na rede
com 5 nós.
Figura 6. Porcentagem de pacotes recebidos pelo gateway móvel na rede
com 3 nós.
Os gráficos, dos diferentes testes, mostraram que não há uma relação de redução
na taxa de recebimento de pacotes de dados pelo gateway móvel em relação às
velocidades testadas.
No entanto, observa-se indícios que a ocorrência de colisão de pacotes interferiu
de maneira razoável nos resultados obtidos. Por exemplo, as melhores taxas de entrega
sempre foram para configurações dos sensores com menor frequência de envio de
pacotes e a configuração da rede com menor número de nós obteve melhores taxas do
que os outros contextos.
2.5.4. Perda de pacotes por colisão
Esse teste evidenciou que a colisão de pacotes é fator determinante na qualidade de
comunicação entre os nós sensores. A Figura 7 apresenta o gráfico com os resultados
obtidos no teste. Observa-se que com o funcionamento de apenas 1 nó sensor, todos os
pacotes enviados foram recebidos, enquanto que no funcionamento de 5 nós sensores
em paralelo, essa taxa chegou ao índice de apenas 10,25%.
Figura 7. Porcentagem de pacotes recebidos pelo gateway para rede com
diferentes números de sensores.
3. Implementação do protocolo de acesso ao meio CSMA/CA
Para minimizar o impacto negativo na comunicação causado pela colisão de pacotes de
dados se faz necessário o emprego de um protocolo de comunicação que previne essa
ocorrência. Dessa forma, utilizando a especificação da norma IEEE 802.11, foi utilizado
o protocolo Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance (CSMA/CA).
O princípio do CSMA/CA consiste em um nó da rede avaliar se há pacotes
sendo enviados, antes de um pacote ser enviado de fato por ele. Dessa forma, a estação
que quer transmitir, primeiro sente o meio. Se a rede está engarrafada (há troca de
pacotes ocorrendo), a transmissão é adiada por um determinado intervalo de tempo
dinâmico. Caso contrário, se o meio de comunicação estiver livre a estação envia o
pacote de dados. A estação que transmite espera a confirmação de recepção pelo destino
(recebimento do pacote ACK), se a recepção for confirmada, volta ao estado inicial,
voltando à situação de possível envio de um novo pacote. Se não receber a confirmação
de recebimento em um determinado tempo de espera, considera-se que o pacote foi
perdido e também retorna ao estado de início.
O protocolo de acesso ao meio CSMA/CA foi implementado nesse trabalho em
seu modo básico. A sua escolha se deve ao fato de o hardware Radiuino não suportar a
troca de frequência do sinal de rádio, o meio é compartilhado e dentre as opções
disponíveis o CSMA/CA é o mais recomendado (Tanembaum, 2003). O protocolo de
acesso ao meio CSMA/CA no modo básico foi implementado com base na máquina de
estados apresentada na Figura 8.
Figura 8. Diagrama da máquina de estados do CSMA/CA no modo básico.
No estado “Início” o protocolo de comunicação está ocioso, esperando para
enviar um pacote. Quando a camada de aplicação solicita o envio de um pacote, o
sensor aguarda um tempo de backoff, quando esse tempo se encerra então o sensor irá
sentir o meio para ter certeza que o meio está livre para a transmissão do pacote. Se o
meio está livre o nó sensor envia o pacote de dados, se está ocupado volta ao estado
“Início”. Se o nó sensor envia o pacote de dados e recebe uma confirmação de
recebimento do destino, ele também retorna para “Início” com sucesso.
O tempo de backoff inicial é zero. Quando o nó sensor encontra o meio ocupado
ele incrementa o contador do backoff, usando uma estratégia aleatória, e passa a esperar
por um tempo baseado no tempo de envio de um quadro inteiro. Isso ocorre até que o
valor de backoff atinge um limite máximo, nesse caso o valor volta a ser zero.
O protocolo CSMA/CA não é imune a falhas. Mesmo quando um nó sensor
emissor encontra um nó destino livre (após sentir o meio) pode ocorrer uma falha de
comunicação pois o nó destino pode estar processando um pacote ou preparando um
pacote ACK, ou ainda, pode ocorrer situações denominadas de “estação escondida” ou
“estação exposta”, o que também irá gerar uma falha de envio (Tanembaum, 2003).
No desenvolvimento deste trabalho, a RSSF é homogênea e formada por nós
sensores Radiuino. O código embarcado nos sensores foi implementado em linguagem
de programação C e utiliza das principais bibliotecas empregadas na plataforma
Arduino. No computador, o software desenvolvido para registro dos dados obtidos nos
testes foi escrito em linguagem Python e basicamente monitora a porta serial a qual o
gateway estava ligado. Ao receber um pacote de dados de um nó sensor o gateway
registra os dados do pacote do sensor de origem para execução das análises. Dessa
forma, para qualquer sequencia de mensagens recebida pelo gateway, que seja diferente
da que caracteriza uma recepção com sucesso (com pacote de confirmação de
recebimento pelo destinatário), foi contabilizada como uma falha de comunicação
(independentemente se ocorreu por colisão, ou interferência).
Com o objetivo de avaliar a eficácia na entrega dos pacotes de dados e a
quantidade de pacotes trocados pela rede de sensores, utilizando um algoritmo de
prevenção de colisões de pacotes (CSMA/CA), foi elaborado um experimento que se
baseia no método da avaliação descrito na Seção 2.4.
Os primeiros segundos do teste foram descartados e nenhum método de
sincronização na inicialização dos nós sensores foi utilizado. Os pacotes trocados na
rede possuíam 52 bytes, 16 bytes de cabeçalhos e 36 bytes de dados. Nesse teste
utilizaram-se cinco sensores configurados em potência máxima (10 dbm), de modo que
todos os sensores estavam no raio de comunicação um do outro. Os sensores estavam no
mesmo canal, enviando pacotes de dados com um intervalo de cada 0,5 s. Não havia
nenhum obstáculo entre o gateway e os nós sensores. O gateway estava na mesma
condição ambiente de receber pacotes de dados de todos os nós sensores, podendo ser
prejudicado somente pela colisão dos mesmos.
O teste consistiu de ligar somente um nó sensor e executa o software monitor
pelo período de 5 minutos, este processo foi repetido por cinco vezes e fez-se a média
com os resultados de recepção de pacotes pelo gateway. Gradativamente foram ligados
novos nós sensores e o teste é refeito, até o contexto com 5 nós sensores.
3.1. Resultados da avaliação da perda de pacotes por colisão utilizando o
protocolo CSMA/CA
Com os resultados das médias obtidas no teste (com emprego do CSMA/CA), elaborouse o Quadro 1, que apresenta a quantidade de nós sensores utilizados no teste, o total de
tentativas de envio de pacotes de dado pela RSSF (campo “Total Enviado”), o número
de pacotes de dados recebidos pelo gateway, a taxa de sucesso no recebimento dos
pacotes e o total de pacotes trafegados na rede.
Quadro 1 – Resultado do teste de colisão de pacote de dados empregando o
protocolo de acesso ao meio CSMA/CA.
Quantidade
Total enviado
de sensores
Total recebido pelo
gateway
Percentual recebido
pelo gateway
Total pacotes trocados
1
296
296
100,00%
592
2
476
472
99,28%
948
3
607
586
96,43%
1193
4
749
722
96,38%
1471
5
865
817
94,62%
1683
No teste com emprego do protocolo de acesso ao meio CSMA/CA, observa-se
uma queda sensivelmente menor do que a registrada com o uso do Radiuino em sua
configuração original (sem uso de prevenção de colisão de dados), apresentada na Seção
2.5.4. Nota-se que com o uso do protocolo CSMA/CA, mesmo quando 5 sensores
estavam ligados, a taxa de sucesso na entrega dos pacotes de dados foi superior a 94%.
O gráfico apresentado na Figura 9 permite comparar os resultados obtidos nos
dois testes (sem protocolo de prevenção de colisões e com o CSMA/CA), apresentando
a variação na porcentagem de sucesso (eixo y) no recebimento dos pacotes de dados
pelo gateway, variando o número de nós sensores da rede (eixo x).
Figura 9. Gráfico da porcentagem de recepção pelo gateway do total de pacotes
enviados pelos nós sensores no contexto sem protocolo de prevenção de
colisão e utilizando o protocolo CSMA/CA.
O gráfico apresentado na Figura 10 mostra a média do total de pacotes de dados
recebidos pelo gateway (eixo y), variando o número de nós sensores da rede (eixo x),
nos diferentes contextos avaliados.
Figura 10. Média da quantidade total de pacotes recebidos pelo gateway.
Na configuração padrão do Radiuino, nota-se uma melhora no recebimento de
pacotes com dois nós sensores em relação ao contexto com um nó sensor, isso ocorre
em razão de uma menor possibilidade de colisões, mas ocorre uma sucessiva piora no
número de pacotes de dados entregues à medida que se aumenta o número de nós
sensores. No protocolo de acesso ao meio CSMA/CA modo básico, com o aumento do
número de nós sensores ocorre gradualmente o aumento na taxa de recepção de pacotes
de dados em todos os contextos a partir de 2 nós sensores, sempre melhor que o
contexto padrão do Radiuino.
Observa-se que o protocolo de acesso ao meio CSMA/CA no modo básico
possui ótima taxa de recepção de pacotes de dados e consequentemente permite receber
mais pacotes de dados em um mesmo intervalo de tempo. Por isso, em aplicações onde
os nós sensores estão no raio de comunicação um do outro (contexto sem “estação
escondida”) o protocolo de acesso ao meio CSMA/CA no modo básico é recomendado
e eficiente (Tanembaum, 2003).
4. Conclusão
Este trabalho buscou avaliar as características de comunicação de uma rede de sensores
sem fio formada por componentes Radiuino, em sua configuração original. Os testes
demonstraram que o alcance de comunicação máximo em campo aberto e sem
obstáculos pode chegar até a ~200 m. Se no contexto da aplicação houver obstáculos
formados por vegetação esse alcance cai para ~80 m.
Verificou-se também que a possível mobilidade do gateway, com velocidade de
até 60 km/h não interfere na capacidade de recepção dos pacotes de dados. No entanto,
a colisão de pacotes foi determinante no funcionamento da rede de sensores, se
apresentando como fator de redução na eficácia na comunicação entre os nós da rede.
Dessa forma, a fim de reduzir a colisão de pacotes e avaliar o desempenho na entrega
dos dados, implementou-se o protocolo de acesso ao meio CSMA/CA no modo básico,
conforme especificação IEEE 802.11.
Em todos os quesitos avaliados nesse trabalho, taxa de recepção de pacotes de
dados, total de pacotes recebidos e trocados pela RSSF, a utilização de protocolos de
comunicação CSMA/CA tem um desempenho melhor à medida que o número de nós
sensores cresce na rede, em relação à utilização do protocolo padrão do Radiuino. Dessa
forma, empregar protocolos de transmissão é de suma importância para o sucesso de
uma RSSF, pois eles melhoram a taxa de recepção, número de pacotes de dados total
recebidos, prevenindo e identificando falhas de comunicações que possam ocorrer por
interferências, colisões de pacotes, e outros fatores que possam comprometer a
comunicação entre os nós sensores da RSSF.
Como continuidade deste trabalho, sugerimos implementar o CSMA/CA no
modo reserva, para tratar o problema da “estação escondida”. Também pode-se otimizar
o protocolo CSMA/CA com o envio de pacotes de comunicação (RTS, ACK, e outros
no caso do modo reserva) usando somente o tamanho necessário para representar cada
pacote de comunicação (reduzir o tamanho do pacote), além de otimizar o tempo da
janela de espera do backoff, analisar o problema da “estação exposta” e incluir a análise
de outros protocolos de transmissão com a mesma finalidade.
Referências
Akyildiz, I. F., Su, W., Sankarasubramaniam, Y., and Cayirci, E. (2002). “Wireless
sensor networks: A survey”, In: Computer Networks, v. 38, pp. 393–422.
Banzi, M. (2009). Getting started with Arduino, O'Reilly, 1ª edition.
Branquinho, O, (2011). Plataforma Radiuino para estudos em redes de sensores sem
fio. Acesso online <http://www.radiuino.cc>.
Hill, J., Horton, M., Kling, R. E Krishnamurthy, L. (2004). “The Platforms Enabling
Wireless Sensor Networks”, In: Commun. ACM, v. 47, n. 6, pp 41–46.
Radioit
(2012).
BE
900
Datasheet.
Acesso
online
<http://www.radioit.com.br/sites/default/files/downloads/BE900 Datasheet.pdf>.
Tanembaum, A. S., Redes de computadores, Tradução da 4a Edição, Rio de Janeiro:
Campus, 2003.