Internet das coisas e monitoramento de vibração : protótipo de um nó sensor.

Abstract

Encostas, barragens e estruturas de engenharia como pontes e edifícios podem ser consideradas áreas de risco de desastres. Dentre outros fatores que podem desencadear um colapso nessas estruturas, encontra-se a vibração, por se tratar de um possível gatilho para processos que levem a rupturas e danos. Muitos trabalhos têm buscado avaliar o uso das novas tecnologias de rede de longo alcance e baixo consumo de energia (Low Power Wide Area Network - LPWAN) para essa finalidade e em outras aplicações de Internet das Coisas. Na ponta da infraestrutura das redes LPWAN estão os nós sensores ou End Devices, que precisam atender a um de seus principais requisitos: baixo consumo de energia. Nesse sentido, neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de um protótipo de nó sensor com interface LPWAN para monitoramento de vibração, com requisitos compatíveis com algumas aplicações de monitoramento de áreas de risco. O protótipo, constituído de um acelerômetro MPU-6050 e uma placa de desenvolvimento ESP32 LoRa, foi desenvolvido e avaliado em termos de aplicabilidade e consumo de energia. O uso de diferentes estratégias de coleta de dados de sensores e transmissão via rede pode contribuir para a economia de energia dos nós. Foram obtidas taxas de amostragem de: 0,29 Hz, para a estratégia que transmite os dados brutos de aceleração a cada leitura; 1,71 Hz, para a estratégia que transmite o maior pacote possível de dados; e 292,5 Hz, para a estratégia que realiza a FFT como pré-processamento dos dados, antes do envio para a aplicação. As estratégias com menores taxas de amostragem (E1 e E2) são indicadas para aplicações de monitoramento de encostas e barragens, enquanto o uso da estratégia com maior taxa de amostragem (E3) pode incluir o monitoramento de vibrações em aplicações de integridade de estruturas.