Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10284/3888
Título: Monitorização Vital e Ambiental com recurso a Redes de Sensores sem Fios
Autor: Ferraz, David Filipe Iglésias
Orientador: Sobral, Pedro
Torres, José
Data de Defesa: 2013
Editora: [s.n.]
Resumo: A constante evolução da tecnologia tem proporcionado o aparecimento de dispositivos de baixo custo, elevado poder de processamento e capacidade de comunicação sem fios. São exemplos destes dispositivos, o aparecimento de plataformas de computação embebida como a plataforma Arduino, a Raspberry Pi, entre outras. Estas plataformas permitem a aquisição de dados físicos das zonas circundantes à custa de sensores e permitem responder a variações dos valores lidos através de atuadores permitindo a implementação de espaços inteligentes. Estes espaços podem ser aplicados em diversos domínios, como por exemplo na monitorização ambiental (onde são utilizados dispositivos sensores para recolher parâmetros ambientais), na área da saúde (onde são usados diferentes tipos de sensores para acompanhar, em tempo real, parâmetros vitais de indivíduos) e na domótica de edifícios (onde a rede de sensores é utilizada para facilitar as rotinas do dia a dia das pessoas). O sistema SSNS (Smart Sensor Network System), desenvolvido no contexto deste trabalho, representa uma solução baseada em tecnologia de código aberto, hardware de baixo custo, adaptável a diferentes cenários de aplicação e com algumas características diferenciadoras em relação a outros sistemas. Este sistema é composto por três tipos de dispositivos. Um dispositivo pessoal que permite recolher parâmetros vitais e monitorizar a atividade física dos indivíduos que o transportam. Um dispositivo ambiental que permite recolher dados do meio envolvente e também funciona como repetidor da rede de sensores sem fios. E finalmente, um dispositivo gateway, que efetua a ligação do sistema com a Internet e permite a interação bidirecional com o mundo exterior. Os dados são enviados e recolhidos num servidor, que agrega toda a informação para posterior consulta. O sistema está pensado para ter uma fácil adaptação a qualquer cenário de aplicação, uma vez que é baseado unicamente em redes de comunicação sem fios, o que permite a sua utilização em locais sem infraestrutura de rede. Está especialmente ajustado a cenários onde o baixo consumo energético seja um requisito fundamental. Foi também projetado um mecanismo de localização dentro de edifícios baseado no funi cionamento da rede de sensores em malha que ´e uma característica distintiva deste sistema em relação aos já existentes. A constante evolução da tecnologia tem proporcionado o aparecimento de dispositivos de baixo custo, elevado poder de processamento e capacidade de comunicação sem fios. São exemplos destes dispositivos, o aparecimento de plataformas de computação embebida como a plataforma Arduino, a Raspberry Pi, entre outras. Estas plataformas permitem a aquisição de dados físicos das zonas circundantes à custa de sensores e permitem responder a variações dos valores lidos através de atuadores permitindo a implementação de espaços inteligentes. Estes espaços podem ser aplicados em diversos domínios, como por exemplo na monitorização ambiental (onde são utilizados dispositivos sensores para recolher parâmetros ambientais), na área da saúde (onde são usados diferentes tipos de sensores para acompanhar, em tempo real, parâmetros vitais de indivíduos) e na domótica de edifícios (onde a rede de sensores é utilizada para facilitar as rotinas do dia a dia das pessoas). O sistema SSNS (Smart Sensor Network System), desenvolvido no contexto deste trabalho, representa uma solução baseada em tecnologia de código aberto, hardware de baixo custo, adaptável a diferentes cenários de aplicação e com algumas características diferenciadoras em relação a outros sistemas. Este sistema é composto por três tipos de dispositivos. Um dispositivo pessoal que permite recolher parâmetros vitais e monitorizar a atividade física dos indivíduos que o transportam. Um dispositivo ambiental que permite recolher dados do meio envolvente e também funciona como repetidor da rede de sensores sem fios. E finalmente, um dispositivo gateway, que efetua a ligação do sistema com a Internet e permite a interação bidirecional com o mundo exterior. Os dados são enviados e recolhidos num servidor, que agrega toda a informação para posterior consulta. O sistema está pensado para ter uma fácil adaptação a qualquer cenário de aplicação, uma vez que é baseado unicamente em redes de comunicação sem fios, o que permite a sua utilização em locais sem infraestrutura de rede. Está especialmente ajustado a cenários onde o baixo consumo energético seja um requisito fundamental. Foi também projetado um mecanismo de localização dentro de edifícios baseado no funcionamento da rede de sensores em malha que é uma característica distintiva deste sistema em relação aos já existentes.
The technological evolution has allowed the creation of low-cost devices with high processing power and wireless communications. Examples of those devices are the Arduino platform, the Raspberry Pi, among others. Through sensors, these platforms acquire physical data from its surroundings and via actuators it can respond to variations of the values acquired. The same devices when applied in conventional areas make the so-called “smart spaces”. Those spaces can be used in several fields such as environmental monitoring (using sensors to collect environmental data), health care (monitoring condition of patients) and in domotics (sensor network used to help people on their daily tasks). The system itself is an open source, low cost solution that can be adapted in many aplications. The system has three devices all adapted to several scenarios. There is a personal device that collects vital parameters and monitors the physical activity. Also, an environmental device is set in order to gather data from the surroundings. It also works as a repeater. Another device gateway is used to connect the system to the Internet and provides a bidirectional interaction with the outside world. The system manager can access to a web page where all data can be consulted and the modules can be enquired. The system is designed to be integrated to any given scenario. In one hand, applied in the environmental monitoring, the device’s energy consumption is highly low. On the other hand, on the health care field, it includes inddoor location mecancism which is quite an advantage and a significant breakthrough.
La constante evolucion de la tecnologia tiene proporcionado la aparicíon de dispositivos de bajo coste, alto poder de procesamiento y capacidad de comunicacion inalambrica. Son ejemplos de estos dispositivos, la aparicion de plataformas de computacion embebida como la plataforma Arduino, la Raspberry Pi, entre otras, Estas plataformas permiten la acquisicion de datos físicos de las zonas circundantes a costa de sensores y permiten responder a variaciones de los valores leidos por medio de atuadores permitiendo la implantacion de espácios inteligentes. Estos espácios pueden ser aplicados en diversos campos, como por ejemplo en el monitoreo ambiental (donde son utilizados dispositivos sensores para recoger parâmetros ambientales), en el área de la salud (donde son utilizados diferentes tipos de sensores para acompañar, en tiempo real, parâmetros vitales de las personas) y en la domótica de edifícios (donde la red de sensores es utilizada para facilitar las rutinas del dia a dia de las personas). El sistema SSNS, creado en el contexto de este trabajo, representa una solucion baseada en tecnologia de código abierto, hardware de bajo coste, adaptable a diferentes escenarios de aplicacion y com algunas características diferentes en relacion a otros sistemas. Este sistema esta compuesto por três tipos de dispositivos. Un dispositivo personal que permite recoger parâmetros vitales y monitorizar la actividad física de los indivíduos que lo trasportan. Un dispositivo ambiental que permite recoger datos del medio envolviente y tambien funciona como repetidor de la red de sensores inalambricos. Y finalmente un dispositivo (gaterway), que efectua la ligacion del sistema com Internet y que permite la interacion bidericional com el mundo exterior. Los datos son enviados y recogidos en un servidor que almacena la informacion para posterior consulta. El sistema esta pensado para facilitar la adaptacion a cualquier escenario de aplicacion, una vez que esta baseado unicamente en redes de comunicaciones inalambricas, lo que permite su utilizacion en locales no Infraestructurados. Esta especialmente adaptado a escenarios donde el bajo consumo energ´etico, sea un requisito fundamental. Fue tambien adaptado un mecanismo de localizacion dentro de edifícios baseado en el funcionamento de la red de sensores en cadena que es una característica especial de este sistema en relacion a las que ya existen.
Descrição: Dissertação apresentada à Universidade Fernando Pessoa como partes dos requisitos para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática, ramo de Computação Móvel
URI: http://hdl.handle.net/10284/3888
Aparece nas colecções:FCT (DCEA) - Dissertações de Mestrado

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