Desenvolvimento de um Sistema para Pecuária de Precisão Capaz de Coletar, Armazenar e Analisar Variações das Condições Superficiais do Solo Empregando Redes de Sensores Sem Fio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carvalho, Beatriz Martins de
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/260
Resumo: As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) possuem várias aplicações que vão desde detecção de incêndio em áreas de difícil acesso até o monitoramento de uma casa inteligente. Particularmente, as RSSF se apresentam como uma solução em potencial para a coleta de dados de temperatura, umidade e luminosidade sobre uma área rural do Bioma Pampa, visando o conforto animal. Neste contexto, este trabalho apresenta o processo de desenvolvimento de um sistema composto por hardware e software capaz de monitorar uma área do Bioma Pampa utilizando uma Rede de Sensores sem Fio baseada no protocolo ZigBee/802.15.4, mais precisamente os sensores XBee ZB L/T/H (XS-Z16-CB2R), com os quais são desenvolvidos testes preliminares para verificar a viabilidade do uso destes sensores de acordo com os requisitos específicos da aplicação: precisão e frequência de amostragem dos dados mensurados, alcance e durabilidade da bateria. Os testes realizados incluem o de variação na tensão de alimentação, de comparação dos dados medidos com instrumentos calibrados em condições parcialmente controladas, mas sujeitas a efeitos de multicaminho e de diferentes topologias com que estes sensores podem operar para a ampliação da área de cobertura da rede, demonstram preliminarmente o potencial da solução para a coleta de dados em uma área de campo nativo na qual hipoteticamente o efeito do multicaminho será ainda mais reduzido. Por fim são apresentados resultados do uso destes sensores em uma simulação da RSSF em um ambiente externo coletando dados durante um período de tempo.
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Neste contexto, este trabalho apresenta o processo de desenvolvimento de um sistema composto por hardware e software capaz de monitorar uma área do Bioma Pampa utilizando uma Rede de Sensores sem Fio baseada no protocolo ZigBee/802.15.4, mais precisamente os sensores XBee ZB L/T/H (XS-Z16-CB2R), com os quais são desenvolvidos testes preliminares para verificar a viabilidade do uso destes sensores de acordo com os requisitos específicos da aplicação: precisão e frequência de amostragem dos dados mensurados, alcance e durabilidade da bateria. Os testes realizados incluem o de variação na tensão de alimentação, de comparação dos dados medidos com instrumentos calibrados em condições parcialmente controladas, mas sujeitas a efeitos de multicaminho e de diferentes topologias com que estes sensores podem operar para a ampliação da área de cobertura da rede, demonstram preliminarmente o potencial da solução para a coleta de dados em uma área de campo nativo na qual hipoteticamente o efeito do multicaminho será ainda mais reduzido. Por fim são apresentados resultados do uso destes sensores em uma simulação da RSSF em um ambiente externo coletando dados durante um período de tempo.The Wireless Sensor Networks (WSN) has many applications ranging from fire detection in difficult access areas to the monitoring of smart houses. Particularly, presents itself as a potential solution to the data collection of temperature, humidity and brightness over a rural area of the Pampa biome, aiming animal comfort. In this context, this paper presents the development process of a system composed of hardware and software capable of monitoring an area of the Pampa Biome using an WSN based on ZigBee / 802.15.4 protocol, specifically the sensors XBee ZB L / T / H (XS-Z16-CB2R), with which preliminary tests are developed to verify the feasibility of using these sensors according to specific application requirements: accuracy and sampling frequency of the measured data, range and battery life. Experimental evaluation includes tests (i) to define the input voltage range that supports sensor operation, (ii) to compare data measured from sensor nodes with instruments calibrated in partially controlled conditions but subjected to multipath effects, (iii) to investigate different topologies in which these sensors can operate to expand the coverage area of the network, and (iv) to demonstrate the effectiveness of the client- server application developed to gather data sent from sensor nodes and periodically transmit it to the remote server responsible for the long-term storage. Results suggest the viability of the proposed solution for collecting data over an area of native grassland in which hypothetically the effect of multipath will be further reduced. Moreover, results from the use of such kind of sensors to collect data during a given period of time in an outdoor WSN simulation are presented to confirm the effectiveness of the proposal in an external environment.Universidade Federal do PampaCampus BagéCNPQ::ENGENHARIASRSSFPecuária de PrecisãoSensores XBeeProtocolo ZigBeeWSNPrecision livestockXBee sensorsZigBee protocolDesenvolvimento de um Sistema para Pecuária de Precisão Capaz de Coletar, Armazenar e Analisar Variações das Condições Superficiais do Solo Empregando Redes de Sensores Sem Fioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UNIPAMPAinstname:Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)instacron:UNIPAMPAinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL0801624.pdf0801624.pdfapplication/pdf3748057https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/260/1/0801624.pdf7746ea3920d85ffe1fef2fbb79839875MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/260/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXT0801624.pdf.txt0801624.pdf.txtExtracted texttext/plain148854https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/bitstream/riu/260/3/0801624.pdf.txt80e98476beca9c70ce6d91371a09e429MD53riu/2602021-03-17 17:55:33.672oai:repositorio.unipampa.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://dspace.unipampa.edu.br:8080/oai/requestsisbi@unipampa.edu.bropendoar:2021-03-17T20:55:33Repositório Institucional da UNIPAMPA - Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)false
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