Desenvolvimento de sistema de monitoramento IoT para rios urbanos de fácil implantação e baixo custo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva Menezes, Luana Maria da
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13895
Resumo: The phenomenon of urbanization in Brazil has triggered - not only alone, but in conjunction with other factors - the housing occupation of areas of riverside floodplain in a disorderly manner. Such occupations, however, pose great risks to their residents and passersby due to the possibility of unexpected floods that can generate human and economic losses. In this context, several actions can be taken to mitigate this problem and new ways of reducing the damage caused by this type of natural disaster intensified by human activity have been sought in technology. One of them, which does not involve structural changes, would be the adoption of river monitoring systems with remote sensing, in real time, of the water level and issuing alerts to the local population from the occurrence of possible floods. However, currently, most expensive, proprietary solutions for this problem are available on the market, and there are few Brazilian solutions. Of these, the TerraMA 2 tool stands out, which is open source and developed by researchers, but its manipulation and implementation is complex, and consequently of high cost due to the need for specialized study. Thus, there is a need to develop a system that can meet these specifications and that is low cost, easy to implement and use, aiming primarily to meet the urgent demand for responses to reduce the damage caused by urban floods. In this work, the creation of a monitoring station prototype with sensors controlled by the Arduino microcontroller was initiated. The data is sent in real time by MQTT and stored in a relational database. Measurement reliability tests were performed on the sensors and a solution was proposed for the problems encountered. The reliability of sending information from stations to the server in the cloud through mobile networks was also tested. It is expected that the establishment and other tests of the system will take place in the central region of the São Carlos unicity (SP), a region with an important history of flooding.
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In this context, several actions can be taken to mitigate this problem and new ways of reducing the damage caused by this type of natural disaster intensified by human activity have been sought in technology. One of them, which does not involve structural changes, would be the adoption of river monitoring systems with remote sensing, in real time, of the water level and issuing alerts to the local population from the occurrence of possible floods. However, currently, most expensive, proprietary solutions for this problem are available on the market, and there are few Brazilian solutions. Of these, the TerraMA 2 tool stands out, which is open source and developed by researchers, but its manipulation and implementation is complex, and consequently of high cost due to the need for specialized study. Thus, there is a need to develop a system that can meet these specifications and that is low cost, easy to implement and use, aiming primarily to meet the urgent demand for responses to reduce the damage caused by urban floods. In this work, the creation of a monitoring station prototype with sensors controlled by the Arduino microcontroller was initiated. The data is sent in real time by MQTT and stored in a relational database. Measurement reliability tests were performed on the sensors and a solution was proposed for the problems encountered. The reliability of sending information from stations to the server in the cloud through mobile networks was also tested. It is expected that the establishment and other tests of the system will take place in the central region of the São Carlos unicity (SP), a region with an important history of flooding.O fenômeno da urbanização, no Brasil, tem desencadeado, – não apenas sozinho, mas em conjunto com outros fatores - na ocupação habitacional de áreas de várzea ribeirinha de forma desordenada. Tais ocupações, porém, oferecem grandes riscos aos seus moradores e transeuntes devido à possibilidade de inundações inesperadas que podem gerar perdas humanas e econômicas. Nesse contexto, diversas ações podem ser tomadas para mitigar esse problema e tem-se buscado na tecnologia novas formas de diminuir os danos gerados por esse tipo de desastre natural intensificado pela atividade humana. Uma delas, que não envolve mudanças estruturais, seria a adoção de sistemas de monitoramento dos rios com sensoriamento remoto, em tempo real, do nível da água e emissão de alertas à população local da ocorrência de possíveis enchentes. Entretanto, atualmente, encontram-se disponíveis no mercado, majoritariamente, soluções proprietárias de alto custo para esse problema e há poucas soluções brasileiras. Destas, destaca-se a ferramenta TerraMA 2, que é de código aberto e desenvolvida por pesquisadores, porém sua manipulação e implantação é complexa, e consequentemente de alto custo devido a necessidade de estudo especializado. Dessa forma, verifica-se a necessidade do desenvolvimento de um sistema que possa atender a essas especificações e que seja de baixo custo, fácil implantação e utilização, visando atender primordialmente a urgente demanda por respostas de redução dos prejuízos causados por enchentes urbanas. Neste trabalho foi iniciada a criação de um protótipo de estação de monitoramento com sensores controlados pelo microcontrolador Arduino. Os dados são enviados em tempo real por MQTT e armazenados em um banco de dados relacional. Foram feitos testes de confiabilidade de medição dos sensores e propôs-se uma solução para os problemas encontrados. Testou-se também a confiabilidade de envio de informações das estações para o servidor na nuvem através de redes móveis. Espera-se que o estabelecimento e outros testes do sistema aconteçam na região central do unicípio de São Carlos (SP), região com importante histórico de alagamentos.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia de Computação - ECUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMQTTInternet das CoisasSistemas EmbarcadosRiosEnchentesmonitoramentoArduinoCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAODesenvolvimento de sistema de monitoramento IoT para rios urbanos de fácil implantação e baixo custoDevelopment of a low cost IoT monitoring system for urban rivers that are easy to implementinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600e25d9c59-ed7d-4af2-a6fa-690a5f396345reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALPara_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final (1).pdfPara_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final (1).pdfapplication/pdf3974480https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13895/1/Para_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final%20%281%29.pdfaaf9ce7bcd3740ffaa2a50c83e1b5ddbMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13895/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTPara_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final (1).pdf.txtPara_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final (1).pdf.txtExtracted texttext/plain96091https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13895/3/Para_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final%20%281%29.pdf.txt6dec65cf58b00a12eea6299695db3698MD53THUMBNAILPara_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final (1).pdf.jpgPara_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final (1).pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7731https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13895/4/Para_Deposito_BCO_TCC_Luana_Menezes_2020_Final%20%281%29.pdf.jpgb332029c9ca3857e085dbab4967e934fMD54ufscar/138952023-09-18 18:32:06.965oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13895Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:06Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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