Monitoramento e gestão de variáveis em ambiente fechado por meio de rede de sensores sem fio (RSSF)

Abstract

Na busca pelo conforto e qualidade de vida o homem tem permanecido mais de 90% do seu tempo em ambientes artificiais e estudos comprovam que muitas doenças graves estão ocorrendo por falta de um ambiente interno de qualidade. Além das consequências à saúde, é observada a queda de desempenho do ser humano na realização das tarefas cotidianas tais como atividade intelectual, laboral e outras. A literatura relata quatro fatores que mais impactam a qualidade de um ambiente: o Térmico (temperatura e umidade adequados a suas atividades), o Visual (intensidade correta de luminosidade), a Acústica (nível baixo de ruídos repetitivos) e a Qualidade do ar (níveis de gases e partículas de poluição adequadas no ar). Destaca-se com maior gravidade dois desses fatores que são invisíveis, o Térmico e a Qualidade do ar. No sentido de mitigar estes efeitos, é de suma importância, monitorar e atuar sobre os sistemas umidificação, aquecimento, ar-condicionado, troca de ar (ventilação) de forma automatizada, no sentido de garantir conforto e tranquilidade para os ocupantes de um ambiente fechado. O objetivo deste trabalho é propor um sistema para atuar sobre dois dos fatores acima relatados: o Conforto Térmico (temperatura e umidade) e Qualidade do Ar (concentração do gás CO2). No sentido de desenvolver uma tecnologia ao mesmo tempo eficiente e de baixo custo é proposto a utilização de Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) para comunicação entre os equipamentos conectados em rede, a escolha de placas e sensores de baixo custo, uso de Infravermelho para envio de comandos aos dispositivos de ar-condicionado e umidificador, como também o desenvolvimento de um sistema supervisório para controle das ações e coleta de dados. Os testes aconteceram no laboratório de informática da FEARP/USP (Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade de Ribeirão Preto), foram apresentados os gráficos das grandezas coletadas, tabela com atividades do dia, Atuações e Alertas do sistema. O sistema apresentou boa operacionalidade e confiabilidade no tratamento das variáveis ambientais da sala.

Searching for comfort and quality of life man has spent more than 90% of his time in artificial environments. Studies show that many serious diseases are occurring due to lack of a quality internal environment. In addition to the health consequences, a performance decrease in the accomplishment of daily tasks, such as intellectual, work and other activities is observed in the human being. The literature reports four factors that have the greatest effect on the quality of an environment: Thermal (temperature and humidity suited to its activities), Visual (correct intensity of luminosity), Acoustics (low repetitive noise level) and Air Quality (levels of gases and particulates in the air). Two of these invisible factors, the Thermal and the Air Quality, seriously stand out. In order to mitigate these effects, it is of the utmost importance to monitor and act on humidification, heating, air-conditioning, and automatic air exchange (ventilation) systems in order to guarantee comfort and tranquility for the occupants of a closed environment. The objective of this work is to propose a system to act on two of the above mentioned factors: Thermal Comfort (temperature and humidity) and Air Quality (CO2 gas concentration). In order to develop a technology that is both efficient and inexpensive, it is proposed that a Wireless Sensor Network (WSN) be used for communication between networked equipment, the choice of low cost boards and sensors, and the use of Infrared for sending commands to air conditioning and humidifier devices. As well as the development of a supervisory system to control actions and data collection. The tests were carried out in the computer laboratory of FEARP / USP (Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade de Ribeirão Preto). The graphs of the quantities collected were presented, table with activities of the day, performances and Alerts of the system. The system presented good operability and reliability in the treatment of environmental variables of the room.