Proposta de solução baseada em redes de sensores sem fio para o monitoramento remoto periódico dos parâmetros físico-químicos da água ao longo de uma bacia hidrográfica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Richa, César Huegel
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4698
Resumo: Os recursos hídricos têm sofrido impactos nos últimos tempos em função de diversos fatores, com destaque para o crescimento populacional e a expansão industrial. Estes impactos levam à degradação dos recursos hídricos e, como consequência, ocorre o decréscimo na saúde e na qualidade de vida dos habitantes urbanos. A gestão dos recursos hídricos, segundo a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), é distribuída em bacias hidrográficas e os planos diretores, instituídos por esta política, visam fundamentar e orientar sua implementação, contendo conteúdos mínimos, dentre os quais estão metas relacionadas à qualidade da água. Neste contexto, uma solução baseada em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF), capaz de realizar o monitoramento remoto periódico dos referidos parâmetros da água em pontos de interesse, se apresenta como ferramenta de significativo potencial. Entretanto, para que a solução seja adequada, escalável e custo-efetiva, o seu planejamento deve levar em consideração as características da tecnologia e do cenário de aplicação. A partir destas premissas, este trabalho apresenta uma solução para o planejamento e implementação de uma RSSF, incorporada a um Sistema de Informação Geográfica (SIG), com foco na escolha dos elementos e do seu posicionamento, amparada por um método inovador de planejamento (planning) da RSSF ajustada às características do monitoramento em uma bacia hidrográfica, bem como na análise de viabilidade de adaptação de nós sensores com elementos sensores de características elétricas de acoplamento similares às necessárias para a aplicação. A avaliação experimental da solução, realizada com auxílio de ferramentas SIG, é apresentada em detalhes, incluindo resultados relevantes, tendo em vista que permitiu a identificação de pontos de instalação dos elementos de interconexão com grande potencial de operação, reduzindo os custos com survey in loco. Mais precisamente, a metodologia de avaliação adotada produziu resultados relevantes, em especial no que se refere à otimização da solução final, com a minimização do número de elementos da rede e da quantidade de estruturas em termos de quantidade e elevação das antenas. Por fim, apresenta-se a integração dos componentes da solução e os resultados sobre a integração de um sensor resistivo a um nó sensor comercial, utilizado como prova de conceito para avaliação da viabilidade e dificuldade de acoplamento de um elemento sensor genérico ao nó sensor fabricado pela Digi.
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spelling Pinho, Leonardo Bidese deSchäfer, Alexandro GulartePinho, Leonardo Bidese deSchäfer, Alexandro GularteFerreira, Ana Paula LüdtkeCamargo, Sandro da SilvaRicha, César Huegel2019-12-17T14:25:04Z2019-12-122019-12-17T14:25:04Z2016-12-03RICHA, César Huegel. Proposta de solução baseada em redes de sensores sem fio para o monitoramento remoto periódico dos parâmetros físico-químicos da água ao longo de uma bacia hidrográfica . 114 p. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2016.http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4698Os recursos hídricos têm sofrido impactos nos últimos tempos em função de diversos fatores, com destaque para o crescimento populacional e a expansão industrial. Estes impactos levam à degradação dos recursos hídricos e, como consequência, ocorre o decréscimo na saúde e na qualidade de vida dos habitantes urbanos. A gestão dos recursos hídricos, segundo a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), é distribuída em bacias hidrográficas e os planos diretores, instituídos por esta política, visam fundamentar e orientar sua implementação, contendo conteúdos mínimos, dentre os quais estão metas relacionadas à qualidade da água. Neste contexto, uma solução baseada em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF), capaz de realizar o monitoramento remoto periódico dos referidos parâmetros da água em pontos de interesse, se apresenta como ferramenta de significativo potencial. Entretanto, para que a solução seja adequada, escalável e custo-efetiva, o seu planejamento deve levar em consideração as características da tecnologia e do cenário de aplicação. A partir destas premissas, este trabalho apresenta uma solução para o planejamento e implementação de uma RSSF, incorporada a um Sistema de Informação Geográfica (SIG), com foco na escolha dos elementos e do seu posicionamento, amparada por um método inovador de planejamento (planning) da RSSF ajustada às características do monitoramento em uma bacia hidrográfica, bem como na análise de viabilidade de adaptação de nós sensores com elementos sensores de características elétricas de acoplamento similares às necessárias para a aplicação. A avaliação experimental da solução, realizada com auxílio de ferramentas SIG, é apresentada em detalhes, incluindo resultados relevantes, tendo em vista que permitiu a identificação de pontos de instalação dos elementos de interconexão com grande potencial de operação, reduzindo os custos com survey in loco. Mais precisamente, a metodologia de avaliação adotada produziu resultados relevantes, em especial no que se refere à otimização da solução final, com a minimização do número de elementos da rede e da quantidade de estruturas em termos de quantidade e elevação das antenas. Por fim, apresenta-se a integração dos componentes da solução e os resultados sobre a integração de um sensor resistivo a um nó sensor comercial, utilizado como prova de conceito para avaliação da viabilidade e dificuldade de acoplamento de um elemento sensor genérico ao nó sensor fabricado pela Digi.Water resources have been impacted in recent times due to several factors, especially by population growth and industrial expansion. These impacts lead to the degradation of water resources and, consequently, there is a decrease in health and quality of life of urban citizens. According to the NationalWater Resources Policy (NWRP), management of water resources is distributed in watersheds based on Water Resources Plans. Such plans aim to support and guide NWRP’s implementation, containing a minimal content that includes goals related to water quality. Taken the information on the water quality as essential for the correct diagnosis and efficient management of water resources, an effective monitoring of physical-chemical parameters of water along a river basin is fundamental. In this context, systems based on Wireless Sensor Networks (WSN) appears as a potential solution to perform remote periodic monitoring of these water parameters at points of interest. However, for the solution to be suitable, scalable and cost-effective, its planning should take into account application singularities and also the characteristics of the scenario. From these premises, this work presents a solution both for the planning and implementation of a WSN focusing on the choice of elements and their positioning. The solution presented consists of an innovative planning method of a WSN adjusted to monitor the characteristics of a river basin, as well as the sensor nodes issues regarding to the adaptation process needed for the coupling of sensing elements with some special electrical characteristics. The preliminary experimental evaluation of the solution, conducted using GIS software, is presented in details, including relevant results as it was able to identify installation points for the interconnection elements with a great potential of successful operation, which will be able to significantly reduce the costs of in loco surveys. More precisely, the evaluation methodology produced relevant results, particularly regarding to the optimization of the final solution, which was able to minimize the amount of network elements and the structures in terms of quantity and elevation of the antennas. Finally, it was possible to present results on the integration of a resistive analog sensor to the commercial sensor node, chosen as a proof of concept to evaluate the feasibility and coupling difficulty of a generic sensor element to the sensor node manufactured by Digi.porUniversidade Federal do PampaUNIPAMPABrasilCampus BagéCNPQ::ENGENHARIASPlanejamento de RedeRedes de Sensores Sem FioMonitoramento RemotoSistema de Informação GeográficaBacia HidrográficaNetwork PlanningWireless Sensor NetworksRemote SensingRemote MonitoringGeographic Information SystemHydrographic BasinProposta de solução baseada em redes de sensores sem fio para o monitoramento remoto periódico dos parâmetros físico-químicos da água ao longo de uma bacia hidrográficainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIPAMPAinstname:Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)instacron:UNIPAMPAORIGINALTCC_2016_2_Cesar_Richa (2).pdfTCC_2016_2_Cesar_Richa (2).pdfapplication/pdf12955377https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/4698/1/TCC_2016_2_Cesar_Richa%20%282%29.pdf7a2a17f75500ab7927c8e90e60bf72f2MD51TEXTTCC_2016_2_Cesar_Richa (2).pdf.txtTCC_2016_2_Cesar_Richa (2).pdf.txtExtracted texttext/plain182581https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/4698/3/TCC_2016_2_Cesar_Richa%20%282%29.pdf.txtafa08228a09e3f36875644443129f794MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/4698/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52riu/46982019-12-18 03:12:06.55oai:repositorio.unipampa.edu.br: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ório InstitucionalPUBhttp://dspace.unipampa.edu.br:8080/oai/requestsisbi@unipampa.edu.bropendoar:2019-12-18T06:12:06Repositório Institucional da UNIPAMPA - Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)false
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