TIMQUA: SISTEMA DE MONITORAMENTO DE AMBIENTES REAL KESSLER, A. DA R. ¹, LERSCH, L. L.². RESUMO

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1 TIMQUA: SISTEMA DE MONITORAMENTO DE AMBIENTES EM TEMPO REAL KESSLER, A. DA R. ¹, LERSCH, L. L.². LORENZI, F. DA S. ³, CONCEIÇÃO, C. DE O. ⁴ ¹ Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (IFSUL) Venâncio Aires RS ² Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (IFSUL) Venâncio Aires RS ³ Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (IFSUL) Venâncio Aires RS Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (IFSUL) Venâncio Aires RS Manter a qualidade do ambiente escolar contribui diretamente no processo ensino-aprendizagem, portanto, é de extrema importância que professor e estudante conheçam as variáveis que interferem na qualidade do ambiente em que estão inseridos, para posteriormente intervir. O sistema de monitoramento do ambiente escolar em tempo real busca disponibilizar as condições do mesmo a partir de quatro variáveis: luminosidade, sonoridade, umidade e temperatura, concomitantemente às condições ideais de cada uma. A partir de dados coletados utilizando sensores e placas Arduíno, disponibilizados em uma aplicação desenvolvida na linguagem de programação Java, possibilita-se ao usuário a melhoria das condições de cada espaço do Câmpus Venâncio Aires. A partir da implementação da estação de monitoramento, surge a oportunidade da criação de uma aplicação móvel a ser desenvolvida utilizando a Plataforma Android para acesso ao sistema. Através do uso dos dados disponibilizados pela estação, e da facilidade de acesso as informações por dispositivos portáteis, será possível conscientizar professores e alunos de que o uso dessas informações pode melhorar a qualidade do ambiente escolar mediante constante avaliação e, consequentemente, obter um espaço adequado para a realização do processo de ensino-aprendizagem. ao novo conceito de ecologia urbana, nova área de Este estudo está conectado estudos ambientais que procura entender os sistemas naturais (homem, animais e plantas) dentro das áreas urbanas. Palavras-chave: Espaço Monitoramento. 1 INTRODUÇÂO RESUMO escolar; Ensino-aprendizagem; Qualidade; Para manter a qualidade do ambiente escolar e do ensino de qualquer instituição educacional, é de extrema importância que tanto professores quanto estudantes tenham conhecimento sobre as variáveis externas (sonoridade, luminosidade, temperatura e umidade) que interferem neste ambiente. Surge, assim, a necessidade do desenvolvimento de um

2 2 METODOLOGIA (MATERIAIS E MÉTODOS) sistema de monitoramento e disponibilização de dados sobre as condições das variáveis ambientais: o TIMQUA (Tecnologias e Inovações para Melhoramento da Qualidade dos Ambientes Escolares). Através do uso de aplicações conectadas à estação de monitoramento será possível que professores e alunos avaliem os dados disponibilizados a fim de melhorar a qualidade do ambiente escolar e, consequentemente, obter um ambiente adequado para a realização do processo de ensino- aprendizagem. O interesse pelo projeto surgiu em 2012, quando houve a apresentação dos prédios do IFSul - câmpus Venâncio Aires para o início do ano letivo. Estes não possuíam ambientes climatizados e dimensão da sala de aula era relativamente pequena com relação a quantidade de alunos por sala. Com o início das aulas, verificou-se o surgimento de alguns desconfortos fisiológicos (tonturas, mal-estar, etc.) por parte dos alunos, frequentemente, devido às condições das salas de aula. Ao se climatizarem as salas, constatou-se, através de experiências cotidianas no ambiente escolar, que alguns surtos de doenças respiratórias se alastram mais facilmente. A partir destes acontecimentos, houve o questionamento quanto às causas desses desconfortos. Percebeu-se, portanto, que existem variáveis no ambiente que interferem em sua qualidade e que, da mesma forma, influenciam no processo de ensino-aprendizagem. Iniciou-se, então, um período de pesquisas bibliográficas referentes à qualidade do ar e às variáveis que interferem diretamente no processo de ensino-aprendizagem. Verificou-se que o ambiente sofre interferências constantes de inúmeras variáveis, entretanto, quatro variáveis destacaram-se por exercem grande influência no ambiente escolar e poderem ser facilmente monitoradas. São elas: temperatura ( C), luminosidade (Lux), umidade (%) e sonoridade(db). Conhecer as variáveis a serem analisadas e seus níveis ideais foi de grande importância, entretanto, era necessário conhecer os níveis de cada uma das variáveis e seus comportamentos nos ambientes do câmpus. Para isso realizaram-se medições em salas de aula ocupadas com diferentes números de alunos, consequentemente, em diferentes condições de interação entre pessoas e espaço. Com o auxílio de um decibelímetro mediu-se o nível da pressão sonora, em decibéis. Sucessivamente, utilizou-se um termohigrômetro para medir temperatura e umidade presentes no ambiente. Utilizou-se o tempo padrão de 10 minutos para a avaliação de cada variável dos espaços. Também foram realizadas análises dos ambientes mais frequentados do instituto, verificando, através de um mini-exaustor (desenvolvido pelas bolsistas do projeto a partir de um cooler), a qualidade do ar, bem como quais partículas encontravam-se em tais ambientes.

3 Comprovadas as alterações e inadequações das variáveis nos ambientes avaliados, buscou-se se compreender a percepção dos demais alunos quanto à intervenção destas no cotidiano do câmpus. Foi elaborado um questionário composto por nove questões objetivas, que abordavam assuntos como a avaliação dos ambientes das salas de aula (dimensão, qualidade do ar, etc.), doenças respiratórias rias e percepção dos estudantes perante mudanças na qualidade do ambiente escolar. O questionário possibilitou tomarmos conhecimento da posição dos demais alunos do câmpussobre a importância de avaliar a qualidade do ar no ambiente escolar, bem como agregar maiores conhecimentos sobre os assuntos abordados em cada questão respondida. Dessa forma, obtiveram-se os primeiros dados do projeto. Com o intuito de disponibilizar as informações e ações do projeto em uma Página Web independente,em 2013, optou-se pela criação do portal TIMQUA, disponível em: < Porém disponibilizar informações gerais aos alunos não era suficiente, havia a necessidade de conhecer er a condição de cada ambiente do campus em tempo real. Para isso iniciou-s se a construção de um sistema de monitoramento de ambientes em tempo real, também denominado TIMQUA (Tecnologias e Inovações para Melhoramento da Qualidade dos Ambientes Escolares), viabilizando à estudantes e professores conhecer a condição das variáveis do ambiente (luminosidade, umidade, sonoridade e temperatura) de forma atualizada, bem como seus níveis ideais. A análise e modelagem do sistema iniciou-se pela estrutura que seria utilizada, inspirada na arquitetura cliente-servidor (SILVA, 2014). Na Arquitetura TIMQUA (Figura01) os dados do ambiente são coletados através de sensores conectados a uma placaa Arduíno, armazenando-os os em arquivos de texto (.txt). O Servidor é responsável por intermediar o processo, disponibilizando os dados às aplicações clientes, uma vez que esta fica em contato direto com o usuário. Visando criar r diferentes mecanismos de visualização dessas informações, foram desenvolvidas envolvidas duas aplicações: uma para dispositivos de mesa e outra para dispositivos móveis. A arquitetura TIMQUA será detalhada na sequência. Coleta e armazenamento amento Servidor Clientes de dados Figura 01: Arquitetura TIMQUA

4 Resta a realização de testes com usuários objetivando identificar a aceitação das interfaces, bem como de suas utilizações, identificando possíveis melhorias a serem realizadas nas aplicações. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Utilizando os dados obtidos anteriormente, por meio da aplicação de questionários e avaliação das variáveis externas e internas do ambiente através de equipamentos, comprovou-se a existência de anormalidades nestes ambientes, bem como a ausência de controle das variáveis envolvidas neste processo. Por este motivo, opta-se por utilizar um sistema de monitoramento do ambiente escolar, baseado na arquitetura cliente-servidor. Na Arquitetura TIMQUA, os dados do ambiente são coletados através de sensores conectados a uma placa Arduíno. Esse processo é realizado a cada cinco segundos, armazenando-os em arquivos de texto (.txt). O servidor, responsável por intermediar o processo entre a obtenção dos dados e a disponibilização dos mesmos aos usuários, ao receber solicitações das aplicações cliente, acessa o arquivo, processa e responde com as informações. As aplicações cliente são responsáveis pela disponibilização das informações aos usuários. Visando criar diferentes mecanismos de visualização dessas informações, foram desenvolvidas duas aplicações: uma para dispositivos de mesa e outra para dispositivos móveis. Para desktops foi desenvolvida uma interface gráfica(figura 02) em linguagem de programação Java, onde as informações são apresentadas através de gráficos desenvolvidos a partir da biblioteca JfreeChart. A aplicação para dispositivos móveis, por sua vez, foi desenvolvida na plataforma Android (Figura 03), onde os dados são disponibilizadas através de gráficos (Figura 04) produzidos com a biblioteca GraphView. Vale ressaltar que em ambas aplicações, a comunicação entre cliente e servidor é realizada através de Sockets Java. Figura 02: Layout final da tela desenvolvida

5 Figura 03: Tela inicial da aplicação TIMQUA Mobile Figura 04: Telas de gráfico da aplicação TIMQUA Mobile (da esquerda para a direita gráfico de umidade, temperatura, sonoridade e luminosidade). Cabe lembrar que a arquitetura TIMQUA foi idealizada para quaisquer usuários, mesmo o foco do projeto sendo os usuários interessados em avaliar e controlar a qualidade dos ambientes. 4 CONCLUSÃO O projeto TIMQUA devido a sua arquitetura complexa e de muitos conhecimentos integrados, desde o sensoriamento do ambiente ao desenvolvimento de aplicações, requer afinamentos em sua parte física e virtual. A partir dos resultados obtidos nos testes a serem realizados, será possível aprimorar as aplicações e implementar o sistema de monitoramento do ambiente em todo o câmpus. A arquitetura TIMQUA foi desenvolvida com intuito de ser uma ferramenta de monitoramento dos mais diversos ambientes, de baixo custo, alta aplicabilidade e de design amigável, melhorando a qualidade de vida nos ambientes. 5 REFERÊNCIAS DEITEL. Paul, Harvey. Java Como programar. Editora Deitel. Edição: 8ª. São Paulo, MENEZES, João Salvador Reis; PAULINO, Naray Jesimar A. Efeitos do ruído no organismo. In: SALIBA, Tuffi Messias. Manual prático de avaliação e controle de ruído - PPRA. São Paulo: LTr, 2000 SOUZA, Arienelson M. A poluição sonora no ambiente escolar. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências da Saúde e do Ambiente ) - Centro Universitário Plínio Leite, Niterói, 2005.