Sistema Distribuído de Aquisição Remota de Grandezas Atmosféricas

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Eugénio Fonseca
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Grandezas Atmosféricas Trabalho final de curso do 1ºCiclo em

1 Orientadores: Prof. Filipe Cardoso Prof. António Abreu Sistema Distribuído de Aquisição Remota de Grandezas Atmosféricas Trabalho final de curso do 1ºCiclo em Engenharia Electrónica e Computadores 2005/2006 Alunos: Célia Cordas João Rodrigues Vítor Borrego

2 Resumo Introdução Arquitectura da rede Protocolo P Hardware Testes e Resultados Conclusões Desenvolvimentos Futuros 2

3 Motivação Monitorização de plantações agrícolas para verificar se ocorrem condições adequadas para o desenvolvimento de doenças, tais como o Míldio dos Citrinos e tomar as medidas necessárias para evitar o seu desenvolvimento. 3

4 Objectivos Desenvolver uma rede de sensores para ser possível obter dados de temperatura e humidade relativa, que após serem analisados podem servir para implementar medidas preventivas para que as plantações presentes no terreno não sejam afectadas por doenças. 4

5 Arquitectura da rede A rede é constituída por um Computador, vários nós e routers. 5

6 Protocolo P O protocolo P possibilita a comunicação entre os dispositivos da rede, e o encaminhamento de pacotes para dispositivos dentro e fora de alcance por intermédio dos routers. 6

7 Exemplo de comunicação P P4 P3 P2 P1 P5 P6 Pacote TX SB OL DL OA DA CS ID PL EB RX P1 A! A E A B A A LT # B P2 B! A E B D B A LT # D P3 D! A E D E C A LT # E P4 E! E A E D A T RT17CA # D P5 D! E A D B B T RT17CA # B P6 B! E A B A C T RT17CA # A Tabela encaminhamento B DLI DLF NDA A C B D Z D Tabela encaminhamento D DLI DLF NDA D Z D A C B 7

8 Hardware dos Nós e Routers Os nós e os routers são compostos por um sensor de temperatura e humidade relativa SHT11, um microcontrolador PIC16F689, um módulo RF XBee e uma fonte de alimentação. 8

9 Características dos Nós e Routers Um nó e router em termos de Hardware e Software são iguais. O que os distingue é a configuração interna para cada um deles. Ambos adquirem dados de temperatura e humidade relativa. O router têm a capacidade de encaminhar informação para outros dispositivos na rede. 9

10 Hardware da Placa de Interface A placa de interface é constituída por um MAX233, um módulo RF XBee e um MAX882. A tensão de alimentação da placa é 3,3 V. 10

11 Características da Placa de Interface A placa de interface permite a comunicação entre o programa que corre no Computador e os Nós e Routers presentes na rede. 11

12 Protótipo (1/2) Placa de Interface 12

13 Protótipo (2/2) Nó ou Router 13

14 Programa Ctl v2.0 (1/2) O programa desenvolvido em Java permite configurar, controlar e adquirir dados dos nós e routers constituintes da rede, regista os dados adquiridos e permite enviar por os dados, caso se deseje. 14

15 Programa Ctl v2.0 (2/2) 15

16 Testes e Resultados (1/6) Foram dispostos os dispositivos de acordo com a seguinte planta em interiores. B C A PC B Router D A C Nó D Router E E Nó 16

17 25 Testes e Resultados (2/6) Gráfico da Temperatura do dia Temperatura do B Temperatura do C Temperatura do D Temperatura do E 20 Temperatura (ºC) :00 22:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 Horas 17

18 90 Testes e Resultados (3/6) Gráfico da Humidade Relativa do dia Humidade Relativa do B Humidade Relativa do C Humidade Relativa do D Humidade Relativa do E Humidade Relativa (%) :00 22:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 Horas 18

19 Testes e Resultados (4/6) Foram dispostos os dispositivos de acordo com a seguinte planta em exteriores. D E A PC B Router C Nó B A D Router C E Nó 19

20 Testes e Resultados (5/6) Gráfico da Temperatura do dia Temperatura do B Temperatura do C Temperatura do D Temperatura do E Temperatura (ºC) :10 19:30 21:50 0:10 2:30 4:50 7:10 9:30 11:50 14:10 16:30 18:50 Horas 20

21 160 Testes e Resultados (6/6) Gráfico da Humidade Relativa do dia Humidade Relativa do B Humidade Relativa do C Humidade Relativa do D Humidade Relativa do E 140 Humidade Relativa (%) :10 19:30 21:50 0:10 2:30 4:50 7:10 9:30 11:50 14:10 16:30 18:50 Horas 21

22 Conclusões Foi desenvolvida uma rede de sensores que permita a monitorização de temperatura e humidade relativa numa plantação agrícola. O projecto foi testado em ambientes interiores e exteriores. Os resultados obtidos são bastantes satisfatórios. 22

23 Desenvolvimentos Futuros (1/2) A implementação de mais sensores nos nós, de forma a ter a possibilidade de monitorizar outras grandezas atmosféricas; A possível utilização da energia solar para alimentação e carregamento das baterias; Investigar a possibilidade de utilizar o protocolo de comunicação ZigBee em vez do P; 23

24 Desenvolvimentos Futuros (2/2) Criação de uma placa de interface com ligação por USB em vez da ligação actual por porta série; Investigar em que condições de temperatura e humidade relativa surgem determinadas doenças que afectam plantações agrícolas. Mostrar mensagens de aviso no PC quando essas condições ocorrem; Melhoramento do encapsulamento. 24

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