Desenvolvimento de uma rede de sensores sem fio aplicada no monitoramento da variabilidade térmica em casas de vegetação

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Barbosa, Rogério Zanarde [UNESP]
• Orientador(a): Martins, João Eduardo Machado Perea [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Monitoramento térmico; Redes de sensores sem fio; Aquisição de dados
• Palavras-chave em Inglês: Thermal monitoring; Wireless sensor network; Data acquisition; Telemetry; Telemetria
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/134262

Este é um trabalho de tecnologia computacional aplicada na área agrícola, cujo objetivo principal do trabalho é desenvolver uma rede de sensores sem fio, que envolve aspectos de software e hardware, para o monitoramento térmico no interior de uma casa de vegetação. Além da rede propriamente dita, o trabalho também inclui a sua aplicação no levantamento quantitativo da variabilidade térmica na casa de vegetação o que pode ser aplicado em diversas atividades agrícolas a serem desenvolvidas no interior da estrutura. A proposta é que a rede desenvolvida seja de fácil implementação e manuseio, com baixo custo, e que use técnicas computacionais eficientes a fim de permitir a sua fácil adaptação a diferentes necessidades das pesquisas. As redes de sensores sem fios dependem fundamentalmente de estruturas chamadas de nós de sensoriamento, que são responsáveis pelas medições de um parâmetro físico e também pela troca de informações via rádio. No presente e trabalho, o nó de sensoriamento desenvolvido é constituído pelo módulo de rádio XBee Pro S2B; por um módulo de processamento Arduino Nano e por sensores de temperatura modelo LM35. O processador de cada nó de sensoriamento da rede desenvolvida executa um programa que faz a captura dos dados dos sensores de temperatura e os enviam por rádio à um computador onde existe um software que também foi desenvolvido no presente trabalho com o objetivo de receber, separar e gravar os dados de uma rede de sensores sem fio para o monitoramento térmico em casas de vegetação. Cada nó de sensoriamento possui capacidade de ser conectado a até 8 sensores LM35. Na análise térmica, foram distribuídos dois nós de sensoriamento e um total de 15 sensores distribuídos sistematicamente no interior de uma casa de vegetação do tipo teto em arco com dimensões de 8 X 16 metros localizada em Garça – SP. Os sensores foram corrigidos e instalados numa altura de 1,70 metros avaliando o comportamento, variação, e a variabilidade espacial da temperatura do ar no interior da estrutura. Foi avaliado também a distribuição espacial da evapotranspiração de referência utilizando a metodologia proposta por Hargreaves-Samani, que leva em consideração os valores de temperatura diária e radiação solar no topo da atmosfera. A avaliação dos dados mostra que o comportamento da temperatura do ar no interior da casa de vegetação sofreu variações significativas tanto em termos espaciais quanto temporais, evidenciando que o microclima neste ambiente é dinâmico, podendo modificar conforme a localização do sensor e hora do dia, sendo que as maiores variações térmicas ocorreram no período que varia das 8:00 às 14:00 horas. Com esta análise também é possível fazer um cálculo da evapotranspiração no interior da casa de vegetação, o que compõe no sistema desenvolvido uma ferramenta eficaz para a irrigação de precisão. A análise dos dados permite concluir que o sistema desenvolvido atendeu de maneira satisfatória o objetivo proposto, sendo uma importante ferramenta no monitoramento de parâmetros físicos à distância e em tempo real. O emprego desta tecnologia facilita a aquisição de dados e a tomada de decisão em cultivos agrícolas.