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Desenvolvimento de um sistema de controlo e monitorização residencial através de tecnologias associadas à Internet das Coisas

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Resumo:A presente dissertação visa o desenvolvimento de um sistema de controlo e monitorização residencial baseado numa plataforma IoT (Internet of Things). O sistema assenta numa arquitetura de redes sem fios híbrida que integra vários dispositivos Bluetooth Low Energy (BLE) e/ou Wi-Fi com diferentes funções, como nós sensores, nós atuadores e um hub/gateway. A comunicação entre entidades da plataforma é assegurada pelo protocolo MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) através do modelo publish/subscribe. A realização deste projeto assenta em vários aspetos essenciais, dos quais se destacam: especificação da arquitetura enquadrada com as necessidades e funcionalidades desejadas; seleção e programação de dispositivos para controlo e monitorização de equipamentos da smart home; implementação de base de dados local para o armazenamento de dados relevantes; implementação de gateway (BLE-Wi-Fi) de forma a permitir a comunicação entres dispositivos com diferentes protocolos; desenvolvimento de aplicação Android para controlar e monitorizar em tempo real os equipamentos através de uma interface gráfica. Para a validação experimental foram realizados diversos testes para verificar o atraso e a fiabilidade das comunicações num ambiente habitacional. Foi possível verificar que não ocorreram perdas de pacotes e que o atraso máximo em todos os casos foi inferior a 1 segundo, permitindo que o sistema reaja rapidamente a alterações do valor de corrente, evitando que o disjuntor na habitação atue e possibilitando que o utilizador receba/envie dados de forma quase instantânea. A aplicação Android desenvolvida funcionou como pretendido, enviando e recebendo dados através da rede com o protocolo MQTT, e os sensores utilizados funcionaram com a precisão adequada. Um sistema de carregamento de veículos elétricos já existente foi integrado com sucesso no sistema e foi desenvolvido um protótipo de uma tomada elétrica inteligente que calcula os valores eficazes de tensão e corrente e controla o estado de operação do equipamento que a ela estiver ligado. O desenvolvimento do sistema teve em conta a utilização de software/firmware de utilização livre e hardware de baixo custo. Conforme validado com os resultados experimentais, os objetivos estabelecidos inicialmente foram cumpridos.
Autores principais:Figueiredo, Ruben Emanuel Fernandes
Assunto:Smart home IoT MQTT Wi-Fi Bluetooth low energy
Ano:2019
País:Portugal
Tipo de documento:dissertação de mestrado
Tipo de acesso:acesso aberto
Instituição associada:Universidade do Minho
Idioma:português
Origem:RepositóriUM - Universidade do Minho

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