Résumé exécutif :
Problème : La pollution de l'air est devenue l'un des principaux risques pour la santé humaine. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), environ 7 millions de personnes par an meurent de maladies liées à la pollution de l'air.
L'air contient une concentration de gaz nocifs tels que le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (Ch4), les particules de poussière (PM), l'ozone (O3), le dioxyde d'azote (NO2), le dioxyde de soufre (SO2) et le sulfure d'hydrogène (H2S). La pollution de l'air est causée par la présence de substances toxiques produites notamment par l'activité humaine ces derniers temps. Ces gaz et agents chimiques présents dans l'atmosphère peuvent générer un grand nombre de phénomènes et de conséquences pour les écosystèmes et les êtres vivants qui peuplent la planète.
Objectif : L'objectif de cette recherche est de développer un système de surveillance de l'environnement basé sur des réseaux de capteurs sans fil (Wireless Sensor Networks, WSN) qui sont intégrés dans le concept de l'Internet des objets (Internet of Things, IoT), augmentant ainsi la capacité de nœuds de réseau avec des appareils intelligents à faible coût et faciles à mettre en œuvre. Ce système de surveillance est défini comme un système de capture, de stockage et de surveillance de données sans fil qui, avec différents capteurs intelligents, intégrés dans des cartes électroniques (capteurs et systèmes d'information), permet de mesurer la concentration de polluants atmosphériques.
Méthodologie : Ces appareils électroniques seront contrôlés par un logiciel intégré dans du matériel qui capture et stocke de grandes quantités de données (Big Data), et qui à son tour alimente sans fil une application Web en temps réel dans le cloud (Cloud Computing) de manière sécurisée ( Cybersécurité), afin de mesurer la qualité de l'air, de générer des alertes en cas de forte pollution et de réduire ses effets, de la même manière que les informations recueillies permettront des études atmosphériques pour identifier les problèmes et leur prévention. Du point de vue du génie logiciel, le défi consiste à modéliser l'architecture logicielle permettant la mise en place : (1) d'un prototype qui formate les signaux analogiques captés par les cartes électroniques ; (2) une API de communication, qui permettra de consulter, de modifier et de supprimer des informations sur d'autres appareils ; (3) un module de services Web pour la gestion des bases de données dans le cloud ; (4) un module GUI qui permet de gérer le réseau de capteurs ; (5) un module permettant le stockage et la transmission de données en temps réel entre les cartes électroniques et l'application Web ; (6) un module Big Data pour le traitement de grandes quantités de données et d'informations ; Une fois les informations stockées, diverses techniques d'exploration de données et d'apprentissage automatique seront appliquées pour l'analyse et la prédiction. (6) Enfin, une interface utilisateur graphique sera implémentée qui permet la visualisation de la qualité de l'air ou du sol, permettant une interaction conviviale avec le système informatique.
Objectifs généraux : L'objectif de cette recherche est de développer un système de surveillance de l'environnement basé sur des réseaux de capteurs sans fil (Wireless Sensor Networks, WSN) qui sont intégrés dans le concept de l'Internet des objets (Internet of Things, IoT), augmentant ainsi la capacité des nœuds des réseaux avec des dispositifs intelligents de faible coût et de mise en œuvre facile. Ce système de surveillance est défini comme un système de capture, de stockage et de surveillance de données sans fil qui, avec différents capteurs intelligents intégrés dans des cartes électroniques (capteurs et systèmes d'information), permet de mesurer la concentration de polluants atmosphériques. Ces appareils électroniques seront contrôlés par un logiciel intégré dans du matériel qui capture et stocke de grandes quantités de données (Big Data), et qui à son tour alimente sans fil une application Web en temps réel dans le cloud (Cloud Computing) de manière sécurisée (Cybersécurité) ., afin de mesurer la qualité de l'air, générer des alertes en cas de forte pollution et réduire ses effets.
Objectifs spécifiques:
- Concevoir, mettre en œuvre et configurer des circuits électroniques spécifiques pour les capteurs de gaz d'intérêt dans les cartes électroniques et les modules d'extension orientés vers l'IoT.
- Concevoir et mettre en œuvre des ponts de communication (Application Programming Interface, API) entre les nœuds de capteurs intelligents et les services Web pour la capture, le stockage et l'extraction de données.
- Concevoir et mettre en œuvre des services Web pour la gestion de bases de données de cloud computing.
- Concevoir et développer des interfaces utilisateur graphiques (Graphical User Interface, GUI) pour gérer le réseau de capteurs.
- Appliquer les techniques du Big Data et du datamining pour traiter de gros flux de données générées par des capteurs ou en temps réel, qui devront être stockées, gérées et analysées, pour supporter un fonctionnement et une prise de décision optimaux dans tous types d'entreprises.
- Mettre en place des mécanismes de cybersécurité pour protéger la confidentialité des informations, tant dans le code que sur le réseau et Internet.
- Réaliser des tests fonctionnels et non fonctionnels, pour évaluation dans les villes, les zones métropolitaines, les grottes et les plantations.
Établissements participants :
ESPE, EPN, USFQ.
Intervenants :
Chef de projet Walter Marcelo Fuertes Díaz.
- Walter Marcelo Fuertes Diaz
- Théophile Toulkeridis
- Freddy Mauricio Tapia Léon
- Fausto Honorato Meneses Becerra
- Jenny Gabriela Torres Olmedo
- Diego Benítez
Budget alloué : $51710
Statut du projet : En cours.
