Dispositivo IoT de micromedição integrado com cloud computing para monitoramento do consumo de água.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: BRANDÃO, Igor Antônio de Paiva.
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27641
Resumo: Gerir recursos hídricos de forma eficiente e sustentável é um desafio. Nesse contexto, a Internet das Coisas e a computação em nuvem surgem como tecnologias de baixo custo e alta escalabilidade, desenvolvendo a medição inteligente do consumo de água e a possibilidade de monitoramento remoto e em tempo real. O objetivo desse trabalho foi desenvolver um Hidrômetro IoT de baixo custo para medição do consumo de água em redes de abastecimento micromedidas, com uso da computação em nuvem para armazenar e processar os dados, além de detectar e alertar possíveis vazamentos. Esse medidor desenvolvido foi calibrado e validado em cenários controlados e não controlados. Os dados obtidos com a associação do Hidrômetro IoT e computação em nuvem serviram de base para o estudo do padrão de consumo com a automação do micromedidor. Para recebimento, armazenamento e processamento dos dados utilizou-se a plataforma IoT ThingSpeak. Essa plataforma recebe os dados do Hidrômetro IoT a cada 2 minutos e possui algoritmos que alertam sobre o funcionamento do dispositivo e possíveis vazamentos. Em ambiente controlado, os resultados do Hidrômetro IoT mostraram um erro máximo de 0,89% para vazões entre 1 a 20 L/min e superiores a 50 L/min. Para validação em campo comparou-se os valores medidos no Hidrômetro IoT com as leituras de um hidrômetro convencional instalado em série, mas com uma diferença de nível de 1,80 m entre eles. Em dois meses de comparação, registrou-se uma diferença de 8,9% entre os hidrômetros ocasionada possivelmente pela variação de pressão entre eles. O custo final do Hidrômetro IoT desenvolvido nesta pesquisa foi de R$ 92,70 e o equipamento foi calibrado para vazões entre 1,32 e 55 L/min. Por fim, com esse sistema pôde-se analisar o padrão de consumo da edificação estudada, identificando períodos normais de consumo, falta de água e um vazamento cujo desperdício calculado foi superior a 7 mil litros de água. Conclui-se que o sistema apresentou resposta positiva ao objetivo proposto e resultados promissores.
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Esse medidor desenvolvido foi calibrado e validado em cenários controlados e não controlados. Os dados obtidos com a associação do Hidrômetro IoT e computação em nuvem serviram de base para o estudo do padrão de consumo com a automação do micromedidor. Para recebimento, armazenamento e processamento dos dados utilizou-se a plataforma IoT ThingSpeak. Essa plataforma recebe os dados do Hidrômetro IoT a cada 2 minutos e possui algoritmos que alertam sobre o funcionamento do dispositivo e possíveis vazamentos. Em ambiente controlado, os resultados do Hidrômetro IoT mostraram um erro máximo de 0,89% para vazões entre 1 a 20 L/min e superiores a 50 L/min. Para validação em campo comparou-se os valores medidos no Hidrômetro IoT com as leituras de um hidrômetro convencional instalado em série, mas com uma diferença de nível de 1,80 m entre eles. Em dois meses de comparação, registrou-se uma diferença de 8,9% entre os hidrômetros ocasionada possivelmente pela variação de pressão entre eles. O custo final do Hidrômetro IoT desenvolvido nesta pesquisa foi de R$ 92,70 e o equipamento foi calibrado para vazões entre 1,32 e 55 L/min. Por fim, com esse sistema pôde-se analisar o padrão de consumo da edificação estudada, identificando períodos normais de consumo, falta de água e um vazamento cujo desperdício calculado foi superior a 7 mil litros de água. Conclui-se que o sistema apresentou resposta positiva ao objetivo proposto e resultados promissores.Managing water resources efficiently and sustainably is a challenge. In this context, the Internet of Things and cloud computing emerge as low-cost and highly scalable technologies, developing smart metering of water consumption and the possibility of remote and real-time monitoring. The objective of this work was to develop a low-cost IoT smart water meter for measuring water consumption in micromeasurement supply networks, using cloud computing to store and process data, in addition to detecting and alerting possible leaks. This developed meter was calibrated and validated in controlled and uncontrolled scenarios. The data obtained with the association of the IoT Hydrometer and cloud computing served as a basis for the study of the consumption pattern with the automation of the micrometer. To receive, store and process the data, the IoT platform ThingSpeak was used. This platform receives data from the smart water meter every 2 minutes and has algorithms that alert about device operation and possible leaks. In a controlled environment, the IoT smart water meter results showed a maximum error of 0.89% for flow rates between 1 to 20 L/min and above 50 L/min. For field validation, the values measured in the smart meter were compared with the readings of a conventional hydrometer installed in series, but with a level difference of 1.80 m between them. In two months of comparison, there was a difference of 8.9% between the water meters, possibly caused by the variation in pressure between them. The final cost of the IoT Hydrometer developed in this research was R$ 92.70 and the equipment was calibrated for flow rates between 1.32 and 55 L/min. Finally, with this system, it was possible to analyze the building consumption pattern studied, identifying normal periods of consumption, lack of water and a leak whose calculated waste was more than 7 thousand liters of water. It is concluded that the system presented a positive response to the proposed objective and promising results.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALUFCGRODRIGUES, Andréa Carla Lima.RODRIGUES, A. C. L.RODRIGUES, ANDREA.RODRIGUES, ANDRÉA CARLA LIMA.http://lattes.cnpq.br/2045007192282761BARBOSA, Dayse Luna.BARBOSA, Dayse Luna.BARBOSA, DAYSE.http://lattes.cnpq.br/7376198442355112GUEDES, Maria Josicleide Felipe.GUEDES, M. J. F.GUEDES, MARIA JOSICLEIDE FELIPE.FELIPE GUEDES, MARIA JOSICLEIDE.http://lattes.cnpq.br/3341737489331381SANTOS, Valterlin da Silva.SANTOS, Valterlin da Silva.SANTOS, VALTERLIN DA SILVA.DA SILVA SANTOS, VALTERLIN.http://lattes.cnpq.br/4740303724015282BRANDÃO, Igor Antônio de Paiva.2022-08-302022-10-13T18:56:26Z2022-10-132022-10-13T18:56:26Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27641BRANDÃO, Igor Antônio de Paiva. Dispositivo IoT de micromedição integrado com cloud computing para monitoramento do consumo de água. 2022. 105 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2022.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-10-13T18:56:26Zoai:localhost:riufcg/27641Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-10-13T18:56:26Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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