Relatório do Nó Router

Nó Router do projeto ARES

Síntese técnica para definição do nó — 25 de setembro de 2026.

O Router decide para qual nó vizinho encaminhar cada mensagem na rede ARES. Sua função é manter a comunicação entre nós terrestres, drones e gateways, adaptando o caminho às falhas e preservando mensagens durante desconexões.

Esta proposta reúne o que o nó deve conter, suas funcionalidades, os componentes necessários e as definições a concluir no levantamento de duas semanas.

1. Papel na rede

Os diferentes papéis possuem as seguintes responsabilidades:

Router: seleciona caminhos e decide o próximo salto das mensagens.
Relay: retransmite mensagens.
Storage: preserva os dados.
Gateway: conecta a rede aos sistemas externos.

Esses papéis podem coexistir no mesmo equipamento. Recomenda-se persistência mínima no próprio Router, para que ele consiga guardar mensagens mesmo sem acesso a um Storage remoto.

O Router pode ser fixo ou embarcado em drone.

2. Funcionalidades principais

Descoberta e rotas

Identificar vizinhos, manter suas informações atualizadas e escolher o próximo salto conforme destino, qualidade do enlace, energia e capacidade disponível.

Adaptação a falhas

Detectar perda de enlaces, procurar caminhos alternativos e aguardar novos contatos quando não houver rota.

Prioridade e controle

Priorizar mensagens P0, limitar retransmissões, evitar duplicatas e impedir circulação indefinida por meio de limite de saltos.

Persistência e confirmação

Guardar mensagens aceitas em memória não volátil e recuperá-las após reinicialização. Confirmar custódia somente depois de persistir os dados.

Segurança e diagnóstico

Validar mensagens e registrar bateria, filas, encaminhamentos, falhas, expirações e rejeições.

3. Componentes necessários

Componente	Função e necessidade
Microcontrolador	Executar o firmware e gerenciar os recursos. ESP32-S3 é a proposta inicial.
Rádio e antena	Comunicar-se com os vizinhos. ESP-NOW na POC; LoRa com módulo externo é alternativa a avaliar.
Memória não volátil	Preservar mensagens. Flash, flash externa ou microSD conforme capacidade e testes.
Alimentação e bateria	Fonte regulada, bateria protegida, recarga e medição de energia para operação em campo.
Interface e proteção	USB/UART para manutenção; invólucro e fixação adequados ao ambiente.
Itens condicionais	Painel solar para instalação fixa; GNSS para mobilidade; RTC ou segundo rádio conforme necessidade.

4. Software e funcionamento

O firmware deve conter os seguintes módulos:

Comunicação por rádio.
Descoberta de vizinhos.
Roteamento.
Filas de prioridade P0–P4.
Armazenamento persistente.
Autenticação.
Gerenciamento de energia.
Diagnóstico.

As principais estruturas são a tabela de vizinhança, a tabela de rotas e o índice de mensagens pendentes.

ESP-IDF com FreeRTOS é uma opção para a plataforma ESP32-S3.

Fluxo de processamento

Receber e validar a mensagem.
Verificar duplicatas e capacidade disponível.
Persistir os dados.
Confirmar custódia.
Selecionar o próximo salto.
Transmitir.

Sem rota, o Router deve manter a mensagem e aguardar contato.

Sucesso de transmissão pelo rádio, custódia pelo vizinho e entrega ao destino são confirmações distintas.

Informações do pacote

O pacote deve identificar:

Versão do protocolo.
Origem e destino.
Identificador da mensagem.
Prioridade.
Validade temporal.
Limite de saltos.

Expiração por tempo e quantidade de saltos precisam ser campos separados. O tamanho final deve respeitar os limites do rádio e incluir os dados de autenticação.

5. Implementação inicial recomendada

Aproveitar o ESP32-S3 e o ESP-NOW usados na POC First Breath para validar encaminhamento, prioridades e persistência.

ESP-NOW não fornece automaticamente todo o roteamento do ARES. Avaliar posteriormente:

ESP32-S3 com SX1262: alternativa com rádio LoRa externo.
STM32WL55: alternativa com rádio sub-GHz integrado.

A escolha final depende de alcance, consumo, capacidade e latência medidos.

Alimentação e autonomia

O Router precisa permanecer disponível para receber mensagens; portanto, sua autonomia não pode ser calculada apenas com o consumo em sono profundo.

Dimensionar bateria e eventual painel solar a partir da carga média e dos picos reais. Na versão aérea, calcular a energia da propulsão separadamente.

6. Definições a concluir nas duas semanas

Definição	Resultado esperado
Escopo e interfaces	Papel fixo ou móvel; relação com Relay, Storage e Gateway; rádio e formato de mensagens.
Hardware	Placa, memória, antena, alimentação e lista de materiais com quantidades e custos cotados.
Regras de operação	Escolha de rota, prioridades, confirmações, expiração e comportamento sem enlace ou espaço.
Critérios de validação	Entrega, latência, recuperação de falhas, preservação após reinício e consumo energético.

Primeira semana

Fechar requisitos, interfaces e comparação de componentes.

Segunda semana

Realizar os ensaios possíveis e consolidar as decisões.

Três nós permitem testar encaminhamento; quatro permitem uma rota alternativa. Testar também:

Desconexão.
Reinicialização.
Duplicatas.
Prioridade.
Saturação.

Ponto de alinhamento

Separar a meta de 500 ms para uma malha conectada da entrega assíncrona por drones que transportam mensagens.

As escolhas acima são recomendações para avaliação da equipe. Alcance, autonomia e desempenho ainda exigem validação.