EstratÃgia de monitoramento e automaÃÃo em sistemas de irrigaÃÃo utilizando dispositivos de comunicaÃÃo em redes de sensores sem fio

• Autor(a) principal: Tadeu Macryne Lima Cruz
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=5219
• topic: RÃdio frequÃncia; ComunicaÃÃo sem fio; Sensores de umidade do solo.; Radio frequency; Wireless communication; Soil moisture sensors; IRRIGACAO E DRENAGEM

O objetivo deste trabalho foi desenvolver estratÃgias de monitoramento e automaÃÃo em sistemas de irrigaÃÃo utilizando sensores capacitivos FDR para coletar dados do conteÃdo de Ãgua no solo atravÃs de uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF). Os sensores capacitivos FDR foram desenvolvidos no Departamento de Engenharia AgrÃcola (DENA) da UFC. Foram utilizados neste trabalho 14 sensores capacitivos FDR e um deles passou por um processo de calibraÃÃo em laboratÃrio, onde foi sobreposta uma lÃmpada de 100 watts na amostra de solo indeformada para acelerar o secamento do solo. Esta calibraÃÃo derivou uma equaÃÃo do tipo potencial. A RSSF utilizada à formada por mÃdulos sensores capazes de comunicar-se entre si por rÃdio frequÃncia, possuindo um ponto de comunicaÃÃo final (estaÃÃo base). O sistema de RSSF foi constituÃdo de 7 mÃdulos sensores, 2 mÃdulos multihops e um mÃdulo mestre conectado ao computador. Cada mÃdulo sensor à constituÃdo pelos seguintes elementos: transceptor TRF 2.4 GHz da Laipac (alcance mÃximo de 150 m), memÃria, processador, bateria de 12 volts e dois sensores capacitivos FDR. A RSSF foi instalada em um campo cultivado por milho em estÃdio avanÃado de produÃÃo (30 DAS). Os sensores capacitivos FDR foram instalados em duas profundidades: 10 cm e 25 cm. Os dados dos mÃdulos sensores eram transmitidos ao mÃdulo mestre atravÃs dos 2 mÃdulos multihops. As respostas dos sensores capacitivos FDR foram coletadas pelos mÃdulos sensores todos os dias, pelo perÃodo da manhà e da tarde, e o tempo de irrigaÃÃo foi determinado com base na equaÃÃo de calibraÃÃo. As leituras foram coletadas antes e depois das irrigaÃÃes e o experimento durou aproximadamente 15 dias. Foi realizada uma validaÃÃo da calibraÃÃo em campo relacionando as respostas dos sensores capacitivos FDR em tempo real com a umidade volumÃtrica pelo mÃtodo padrÃo de estufa. A RSSF possibilitou que os sensores capacitivos FDR registrassem a variaÃÃo do teor de Ãgua durante os eventos de chuva e irrigaÃÃes. As comunicaÃÃes dos mÃdulos sensores foram bem sucedidas, apesar da altura das plantas e as ocorrÃncias das chuvas terem impedido em alguns momentos as transmissÃes. A equaÃÃo obtida em laboratÃrio subestimou os valores de umidade volumÃtrica real, obtida pelo mÃtodo direto, devido à temperatura que a lÃmpada incidiu na amostra de solo durante o processo de calibraÃÃo. A bateria dos mÃdulos sensores foi o fator mais limitante e requer ajuste no protocolo de comunicaÃÃo da RSSF par otimizar o consumo. A RSSF mostrou-se um sistema dinÃmico e preciso e pode, em conjunto com os sensores capacitivos FDR, auxiliar pesquisadores e produtores na tomada de decisÃo de irrigaÃÃo.