Plataforma baseada em sensores sem fio para o monitoramento de parâmetros meteorológicos

Abstract

Wireless technology is present nowadays in several applications from simple systems as residential automations to complex implementations such as nuclear plants. Networks intended to work with wireless sensors are denominated wireless network sensors as in the case of this work, which uses analog and meteorological data. With the proposal of efficiency with low energy consumption, this work presents the development of a system which accomplishes the acquisition and storage of data collected from a meteorological station using a wireless sensors network open platform. The main objective of this monitoring system is the pursuit of energy efficiency (ie, the best possible performance with low power consumption) and the reduced cost of acquisition, installation and maintenance of the system in the field. With this purposed, the module nRF24L is conceptually presented, focusing on the communication protocol among modules, where the same device performs the function of receiver and transmitter. This system was developed for application on the Cryosphere, because this is an environment that offers unique features such as low temperature, unobstructed views and difficult to access for maintainability / collection of monitored data. Practical results measured in laboratory are compared to a standard commercial weather station, which serves as a benchmark to validate the proposed system.

A tecnologia de redes de sensores sem fio (RSSFs) está presente atualmente em diversas aplicações, desde simples sistemas como automatizações residenciais até complexas implementações como, por exemplo, usinas nucleares. As redes destinadas a trabalharem com sensores são denominadas de redes de sensores sem fio como o caso do trabalho em questão que utiliza dados analógicos e meteorológicos. O trabalho proposto teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema que realiza a aquisição e o armazenamento de dados de grandezas meteorológico-climáticos utilizando uma rede de sensores sem fio de plataforma aberta.O objetivo principal deste sistema de monitoramento é a busca da eficiência energética (isto é, o melhor desempenho possível com baixo consumo de energia) e o reduzido custo de aquisição, montagem e manutenção do sistema em campo. Para tanto, o módulo nRF24 é apresentado conceitualmente, focando na forma de comunicação entre os módulos, onde um único dispositivo nRF24 assume a função de receptor e transmissor. Este sistema foi desenvolvido para aplicação na Criosfera, por ser este um ambiente que apresenta características peculiares como baixa temperatura, vistas sem obstáculos e de difícil acesso para manuteção/coleta dos dados monitorados. Os resultados práticos medidos em laboratório são comparados aos de uma estação meteorológica comercial padrão, a qual serve como referência para validar o sistema proposto.