Sumário Executivo:
Problema: A poluição do ar tornou-se um dos principais riscos para a saúde humana. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), aproximadamente 7 milhões de pessoas morrem por ano por doenças relacionadas à poluição do ar.
O ar tem a concentração de gases nocivos como monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), metano (Ch4), partículas de poeira (PM), ozônio (O3), dióxido de nitrogênio (NO2), dióxido de enxofre (SO2) e sulfeto de hidrogênio (H2S). A poluição do ar é causada pela presença de substâncias tóxicas produzidas especialmente pela atividade humana nos últimos tempos. Esses gases e agentes químicos presentes na atmosfera podem gerar um grande número de fenômenos e consequências para os ecossistemas e seres vivos que habitam o planeta.
Objetivo: O objetivo desta pesquisa é desenvolver um sistema de monitoramento ambiental baseado em redes de sensores sem fio (Wireless Sensor Networks, WSN) que sejam integradas ao conceito de Internet das Coisas (Internet of Things, IoT), aumentando assim a capacidade de nós de rede com dispositivos inteligentes de baixo custo e fáceis de implementar. Este sistema de monitoramento é definido como um sistema sem fio de captura, armazenamento e monitoramento de dados que com diferentes sensores inteligentes, embutidos em placas eletrônicas (sensores e sistemas de informação) permitem medir a concentração de poluentes atmosféricos.
Metodologia: Esses dispositivos eletrônicos serão controlados por software embarcado em hardware que captura e armazena grandes quantidades de dados (Big Data), e que por sua vez alimenta sem fio uma aplicação Web em tempo real na nuvem (Cloud Computing) de forma segura ( Cibersegurança), de forma a medir a qualidade do ar, gerar alertas de poluição elevada e reduzir os seus efeitos, da mesma forma a informação recolhida permitirá estudos atmosféricos para identificar problemas e a sua prevenção. Do ponto de vista da engenharia de software, o desafio consiste em modelar a arquitetura do software que permita a implementação de: (1) um protótipo que formate os sinais analógicos captados pelas placas eletrônicas; (2) uma API para comunicação, que permitirá a consulta, modificação e exclusão de informações de outros dispositivos; (3) um módulo de serviços Web para gerenciamento de bancos de dados na nuvem; (4) um módulo GUI que permite gerenciar a rede de sensores; (5) um módulo que permite o armazenamento e transmissão de dados em tempo real entre as placas eletrônicas e a aplicação Web; (6) um módulo de Big Data para lidar com grandes quantidades de dados e informações; Depois que as informações são armazenadas, várias técnicas de mineração de dados e aprendizado de máquina serão aplicadas para análise e previsão. (6) Por fim, será implementada uma interface gráfica do usuário que permite a visualização da qualidade do ar ou do solo, permitindo uma interação amigável com o sistema computacional.
Objetivos Gerais: O objetivo desta pesquisa é desenvolver um sistema de monitoramento ambiental baseado em redes de sensores sem fio (Wireless Sensor Networks, WSN) que sejam integradas ao conceito de Internet das Coisas (Internet of Things, IoT), aumentando assim a capacidade dos nós das redes com dispositivos inteligentes de baixo custo e fácil implementação. Este sistema de monitoramento é definido como um sistema sem fio de captura, armazenamento e monitoramento de dados que com diferentes sensores inteligentes embutidos em placas eletrônicas (sensores e sistemas de informação) permitem medir a concentração de poluentes atmosféricos. Esses dispositivos eletrônicos serão controlados por software embarcado em hardware que captura e armazena grandes quantidades de dados (Big Data), e que por sua vez alimenta sem fio uma aplicação Web em tempo real na nuvem (Cloud Computing) de forma segura (Cybersecurity). . , para medir a qualidade do ar, gerar alertas de alta poluição e reduzir seus efeitos.
Objetivos específicos:
- Projetar, implementar e configurar circuitos eletrônicos específicos para sensores de gases de interesse em placas eletrônicas e módulos de expansão voltados para IoT.
- Projetar e implementar pontes de comunicação (Application Programming Interface, API) entre nós de sensores inteligentes e serviços da Web para captura, armazenamento e extração de dados.
- Projetar e implementar serviços da Web para gerenciamento de banco de dados de computação em nuvem.
- Projetar e desenvolver interfaces gráficas de usuário (Graphical User Interface, GUI) para gerenciar a rede de sensores.
- Aplicar técnicas de Big Data e mineração de dados para processar grandes fluxos de dados gerados por sensores ou em tempo real, que deverão ser armazenados, gerenciados e analisados, para apoiar operações e tomadas de decisão otimizadas em todos os tipos de empresas.
- Implementar mecanismos de cibersegurança para proteger a privacidade da informação, tanto em código como na rede e Internet.
- Realizar testes funcionais e não funcionais, para avaliação em cidades, regiões metropolitanas, cavernas e plantações.
Instituições participantes:
ESPE, EPN, USFQ.
Participantes:
Gerente de projetos Walter Marcelo Fuertes Díaz.
- Walter Marcelo Fuertes Diaz
- Theofilos Toulkeridis
- Freddy Maurício Tapia Leon
- Fausto Honorato Meneses Becerra
- Jenny Gabriela Torres Olmedo
- Diego Benítez
Orçamento premiado: $51710
Situação do projeto: Em andamento.
