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- IoT architecture for sustainable monitoring and management of smart aquaponics systems in urban environmentsPublication . Catarino, Rui Pedro Teixeira de Pina; Soares, Christophe; Moreira, Rui SilvaAquaponic systems provide a sustainable combination of fish and vegetable farming, i.e., join fishes in tanks (aquaculture) together with growing plants without soil (hydroponics). Fishes provide natural water fertilisation for the plants, and plants help purify the water for fishes. Aquaponic systems are therefore sustainable solutions to provide fresh fish and vegetables to families, communities or even be explored as future enterprise businesses in any climate. Aquaponic farming systems take advantage of the symbiosis between fishes and vegetables, thus becoming more sustainable and allowing to grow more food with less water, land, and labor than traditional agriculture. However, one of the problems in aquaponic systems is the presence of high levels of ammonia that is toxic to most fish. For this reason, it is essential to measure the levels of ammonia weekly. The IoT system presented in this research provides an intelligent way to measure the toxicity of the ammonia in an aquaponics system, as a function of the ammonia concentration and the pH present in the system. The proposed solution combines the use of colorimetric tests commonly used in the measurement of ammonia, with computer vision and pH sensors, to automate the detection of information about the toxicity of the ammonia in water samples. The developed solution was also integrated in an IoT Cloud Computing architecture for supporting the autonomous management of aquaponics systems and their sustainable use in urban environments.
- Smart-city drainage system: sistema IoT de monitorização de infraestruturas de drenagem de águas pluviaisPublication . Carvalho, Paulo; Moreira, Rui Silva; Soares, ChristopheOs sistemas urbanos de drenagem de águas pluviais têm como função permitir o escoamento das águas pluviais, através de caixas de recolha, tipicamente instaladas nas bermas das vias de comunicação. Estas caixas recebem ao longo do ano, não só as águas provenientes das chuvas, mas também detritos que se vão acumulando e que, por vezes, entopem os sistemas de drenagem. A previsão de inundações, resultantes destes entupimentos, pode evitar danos materiais graves e consequentemente evitar despesas avultadas associados à limpeza e reparação de vias e edifícios, públicos e privados. Neste contexto, o trabalho desenvolvido nesta dissertação foca-se na especificação, desenvolvimento e avaliação de um sistema IoT, usando redes de sensores, que permite a monitorização em larga escala das caixas de recolha de águas pluviais de uma cidade. Estas caixas de recolha são elementos cruciais dos sistemas de drenagem e o objetivo é antecipar a previsão do entupimento destas caixas. O sistema IoT proposto utiliza uma combinação de arquitecturas IoT (cf. Edge, Fog e Cloud) adequada à monitorização escalável e autónoma de redes municipais de caixas de drenagem. Os nós sensoriais combinam a utilização de vários sensores de modo a permitir efetuar uma monitorização em larga escala de todo o sistema de drenagem, para informar as autoridades autárquicas sobre o estado atual das caixas. O sistema de monitorização permite também detetar possíveis fatores de entupimento e consequentemente gerar alertas de manutenção para prevenir eventuais cheias e todos os prejuízos e incómodos daí decorrentes.