Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Araújo, John Welvins Barros de
Orientador(a): Ferrari, Fabrício, Kakuno, Edson Massayuki
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Redes de sensores
Plataforma Arduino
Controller area network (CAN)
Sensor network
Arduino platform
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12422
Resumo: Dissertação (Mestrado)
id FURG_dff0c6b12172ece95a0b95b84eb77eab
oai_identifier_str oai:repositorio.furg.br:123456789/12422
network_acronym_str FURG
network_name_str Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
repository_id_str
spelling Araújo, John Welvins Barros deFerrari, FabrícioKakuno, Edson Massayuki2025-03-21T00:48:31Z2025-03-21T00:48:31Z2021ARAÚJO, John Welvins Barros de. Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores. 2021. 302 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-graduação em Física, Instituto de Matemática, Estatística e Física, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2021.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12422Dissertação (Mestrado)Uma rede de sensores fornece um caminho de controle e coleta de dados centralizado, além de outras vantagens que podem ser desejadas em experimentações. Entretanto, o tempo de implementação desse tipo de solução pode não ser atrativo para pequenos experimentos. Nesse sentido explorou-se e elaborou-se uma rede acessível, tanto no custo quanto na facilidade de uso, denominada FURG CAN. A CAN - Controller Area Network é um padrão estabelecido na indústria, tem um protocolo enxuto e seu custo de implementação é relativamente baixo. A FURG CAN foi elaborada com dispositivos populares, como a plataforma Arduino, possui um desenho modular e de simples implementação. O meio de conexão dos dispositivos é um barramento composto de um par de fio trançado (linhas de dados) e um mais via (GND), opcionalmente pode ser usado uma linha para alimentação, o barramento pode ser feito, por exemplo, em um cabo de Cat5. O protocolo é executado pelo controlador CAN MCP2515, que é gerenciado com as funções da biblioteca desenvolvida pelos autores. A FURG CAN pode operar nas taxas de 500 k bit/s, 250 k bit/s e 125 k bit/s, com os respectivos comprimentos máximos, de barramento, 50 m, 125 m e 275 m (valores teóricos e não testados por falta de cabos). Uma limitação da FURG CAN é o tráfego de mensagens por segundo, que vai de 454,9 mensagens por segundo até 2830,2 mensagens por segundo. A FURG CAN foi implementada em uma aplicação, onde foram aferidos 19 termo-higrômetros digitais, sendo um deles um psicrômetro feito com dois Pt100 AA. O barramento da aplicação foi feito em um cabo Cat6 de aproximadamente 14m, quatro emissores e receptor. A aplicação durou um pouco mais do que 437 horas, e o maior intervalo ininterrupto de coleta foi de 71 h 41 min 24 s. Foram processados em média 3,2 mensagens por segundo. A FURG CAN mostrou-se robusta e estável durante todo a aplicação, sendo observado uma perda menor do que 0,2 %.A sensor network provides control and data collection centralized, in addition to other advantages that may be aimed in experiments. The time implementation of this type of solution may not be attractive for small experiments. In this sense, an accessible network (FURG CAN) was explored and developed, in terms of cost and use. The CAN - Controller Area Network is an established standard in industry, has a short protocol and cost effective implementation. The FURG CAN was developed with popular Arduino platform, which has a modular design with easy implementation. The devices are connected in a bus composed of a pair of twisted wire (data lines) and one more via (GND). Optionally a power line can be used. The bus can be made, for example, in a Cat5 cable. The protocol is executed by the CAN controller MCP2515, which is managed with library functions developed by the authors. The FURG CAN operates with three transfer rates, 500 k bit/s, 250 k bit/s e 125 k bit/s, with respect to the maximum bus lengths of 50 m, 125 m, and 275 m (theorectical specified values, since we do not have the cables for testing). A limitation of FURG CAN is the message traffic per second, which ranges from 454.9 messages per second to 2830.2 messages per second. The FURG CAN was implemented in an application, where 19 digital thermo hygrometers were measured, one of them being a psychrometer made with two Pt100 AA. The application bus was made using a Cat6 cable of, approximately, 14 meters, four transmitters, and a receiver. The tests were carried out by a little more than 437 hours. The longest ininterrupted collection interval was 71 h 41 min 24 s, with an average of 3.2 messages per second. The FURG CAN showed to be robust and stable throughout the tests, with a losses smaller than 0.2 %.porRedes de sensoresPlataforma ArduinoController area network (CAN)Sensor networkArduino platformEstudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de SensoresStudy, development and implementation of a CAN sensor networkinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/70b313d4-0548-4f6e-a8a5-ab881b7a01a0/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADORIGINALJohn Welvins Barros de Araújo.pdfJohn Welvins Barros de Araújo.pdfapplication/pdf25068178https://repositorio.furg.br/bitstreams/7c21e72c-69dd-4d0e-b131-d32f059ebfc7/downloadd0a663ab3bd7fbb145ffbd2cceee0274MD51trueAnonymousREADTEXTJohn Welvins Barros de Araújo.pdf.txtJohn Welvins Barros de Araújo.pdf.txtExtracted texttext/plain102758https://repositorio.furg.br/bitstreams/a265b46f-a19a-4577-a2a6-0f65e7bffecb/downloada027ffc7719950dcb6e92cd1ea852981MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILJohn Welvins Barros de Araújo.pdf.jpgJohn Welvins Barros de Araújo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2679https://repositorio.furg.br/bitstreams/cd928213-f7ca-486b-b87d-bc7c104fa87d/downloadd1e7d3a47efd0c236124fd807e0cc0a3MD54falseAnonymousREAD123456789/124222025-12-10 01:42:03.167open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12422https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T04:42:03Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Study, development and implementation of a CAN sensor network
title Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
spellingShingle Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
Araújo, John Welvins Barros de
Redes de sensores
Plataforma Arduino
Controller area network (CAN)
Sensor network
Arduino platform
title_short Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
title_full Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
title_fullStr Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
title_full_unstemmed Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
title_sort Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores
author Araújo, John Welvins Barros de
author_facet Araújo, John Welvins Barros de
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Araújo, John Welvins Barros de
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Ferrari, Fabrício
Kakuno, Edson Massayuki
contributor_str_mv Ferrari, Fabrício
Kakuno, Edson Massayuki
dc.subject.por.fl_str_mv Redes de sensores
Plataforma Arduino
Controller area network (CAN)
Sensor network
Arduino platform
topic Redes de sensores
Plataforma Arduino
Controller area network (CAN)
Sensor network
Arduino platform
description Dissertação (Mestrado)
publishDate 2021
dc.date.issued.fl_str_mv 2021
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-03-21T00:48:31Z
dc.date.available.fl_str_mv 2025-03-21T00:48:31Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ARAÚJO, John Welvins Barros de. Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores. 2021. 302 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-graduação em Física, Instituto de Matemática, Estatística e Física, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2021.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12422
identifier_str_mv ARAÚJO, John Welvins Barros de. Estudo, desenvolvimento e implementação de uma rede CAN de Sensores. 2021. 302 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-graduação em Física, Instituto de Matemática, Estatística e Física, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2021.
url https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12422
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
instacron:FURG
instname_str Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
instacron_str FURG
institution FURG
reponame_str Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
collection Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.furg.br/bitstreams/70b313d4-0548-4f6e-a8a5-ab881b7a01a0/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/7c21e72c-69dd-4d0e-b131-d32f059ebfc7/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/a265b46f-a19a-4577-a2a6-0f65e7bffecb/download
https://repositorio.furg.br/bitstreams/cd928213-f7ca-486b-b87d-bc7c104fa87d/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
d0a663ab3bd7fbb145ffbd2cceee0274
a027ffc7719950dcb6e92cd1ea852981
d1e7d3a47efd0c236124fd807e0cc0a3
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.br
_version_ 1856849716423163904

Registros relacionados