Sistema inteligente para auxilio no projeto e instalação de uma rede industrial de sensores sem fio

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Martins, Daniel Lopes
• Orientador(a): Dória Neto, Adrião Duarte
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Rede de sensores industriais sem fio; Algoritmos genéticos; Otimização multiobjetivo; Alocação de instrumentos
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25893

O avanço da tecnologia nos proporcionou uma melhora significativa nos meios de comunicação. Hoje em dia somos rodeados por dispositivos que a todo o momento estão se comunicando uns com os outros utilizando ondas eletromagnéticas. Dois grandes benefícios desses sistemas são justamente a mobilidade proporcionada por não utilizarem cabos nas suas comunicações e a facilidade de instalação. O mercado industrial percebeu que tais características são bem vantajosas (principalmente em equipamentos móveis e ambientes hostis, corrosivos ou de altas temperaturas) e começou a investir nessa tecnologia com o surgimento de dois protocolos que se destacam por serem protocolos abertos de comunicação sem fio para ambientes industriais: O WirelessHART e o ISA100.11a. O WirelessHART foi desenvolvido pela HART Communication Foundation(HCF) na revisão 7.0 da especificação do protocolo HART e o ISA100.11a foi desenvolvido pela International Society of Automation (ISA) que iniciou a ideia de padronizar os sistemas wireless de comunicação industrial tanto para automação quanto para controle, sendo o ISA100.11a o primeiro padrão desenvolvido. Este Trabalho de tese consiste na busca, através da utilização da técnica de algoritmo genético multiobjetivo, determinar as posições dos instrumentos roteadores de forma que a rede possa se tornar mais robusta no ambiente no qual ele foi instalado. Utilizando um cenário com dimensões similares às encontradas na indústria, mas simplificada à propagação no espaço livre com perdas por esmaecimento, o algoritmo testa duas configurações, uma com os instrumentos alocados possuindo a quantidade mínima determinada por algumas regras descritas na literatura e outra com uma configuração de distribuição que emula um ambiente com algumas zonas de concentração de instrumentos. O trabalho consistiu no desenvolvimento de uma função multiobjetivo no qual o algoritmo aloca roteadores testando diversas posições para as configurações de maneira que os objetivos como a potência de sinal, quantidade de roteadores, quantidade de rotas disjuntas por instrumentos e quantidade de rotas disjuntas entre instrumentos sejam alcançados (minimizados ou maximizados). Cada um desses objetivos afeta os outros, tornando esse problema um problema multiobjetivo. Os resultados obtidos mostram como essa abordagem pode favorecer a construção de redes mais robustas com a criação de rotas primárias e secundárias que afetam menos ou são menos afetadas pela falha de instrumentos na rede sem fio. Como perspectivas, este trabalho abre um caminho para estudos que visam aumentar a confiabilidade para a atuação desses tipos de redes em malhas de monitoramento e de controle. Vários aspectos como latência, consumo de energia, taxa de erros, que não foram abordadas nesse trabalho podem ser foco em próximos trabalhos.