Recolha de Dados Numa Rede de Sensores em Ambiente Urbano

Abstract

Neste projeto é desenvolvida uma rede de monitorização urbana de baixo custo para a qualidade do ar. Deste modo, é necessário o estudo de diferentes métodos de recolha dos dados para uma rede de sensores sem fios (RSSF). Esta rede de monitorização é desenvolvida com o intuito de avaliar a qualidade do ar na cidade do Funchal, nomeadamente a afluência do tráfego urbano. Inicialmente é realizada uma breve pesquisa incidindo sobre o tema da qualidade do ar. Estudam-se diferentes tecnologias rádio no âmbito da transmissão e recolha de dados. Por fim, apresentam-se alguns exemplos de projetos de monitorização urbana ambiental.

Para o desenvolvimento da rede de monitorização urbana são construídos alguns protótipos. Estes são um nó de calibração, um nó sensor local, um gateway de aquisição de dados e um sistema para monitorização remota, os quais destinam-se à monitorização de monóxido de carbono (CO). As tecnologias de transmissão de dados utilizadas são Zigbee e LoRa (Long Range).

O nó de calibração serve-se de um sensor cujas caraterísticas de resolução e gama dinâmica são apropriadas na monitorização de concentrações poluentes mais baixas. Os restantes protótipos utilizam um sensor de baixo custo. O nó local e o sistema de monitorização remoto são estações instaladas em pontos fixos. O gateway de aquisição de dados destina-se à recolha e tratamento de dados monitorizados por nós móveis. O sistema de monitorização remota servese das tecnologias LoRa e Zigbee. A rede de monitorização faz uso da rede de sensores existente na Universidade, a qual maioritariamente utiliza a tecnologia Zigbee, uma aplicação Java que recolhe e realiza o tratamento de dados e uma base de dados MySQL. Os utilizadores podem consultar a informação de interesse numa página Web.

Alternate abstract:

In this project, a low-cost urban monitoring network for air quality is developed. So, it is necessary to study different methods of data collection for a wireless sensor network (WSN). Such monitoring network is developed in order to assess the air quality in the city of Funchal, namely the influx of urban traffic. Initially a brief survey is carried out focusing on the topic of air quality. Different radio technologies are studied regarding data transmission and collection. Then some examples of urban monitoring projects are presented.

For the development of the urban monitoring network, some prototypes are built. These are a calibration node, a local sensor node, a data acquisition gateway and a system for remote monitoring. These are used to monitor carbon monoxide (CO). The data transmission technologies used are Zigbee and LoRa (Long Range).

The calibration node has a sensor which resolution and dynamic range features are appropriate for monitoring lower pollutant concentrations. The remaining nodes use a low-cost sensor. The local node and the remote monitoring system are stations installed at fixed points. The data acquisition gateway is for the collection and processing of data monitored by mobile nodes. The remote monitoring system uses LoRa and Zigbee technologies. The monitoring network makes use of the existing sensor network at the University. Which mostly uses Zigbee technology, a Java application that collects and performs data processing and a MySQL database. Users can consult the information of interest on a web page.