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Monitorização Confiável em Ambientes Aquáticos com Redes de Sensores sem Fios
A monitorização contínua de ambientes aquáticos com redes de sensores é importante para várias aplicações, nomeadamente para prevenção de acidentes, gestão dos recursos hídricos, produção alimentar dependente da água ou atividades de recreio. Neste contexto, é necessário que a informação recolhida tenha boa qualidade para evitar que sejam desencadeados falsos alarmes ou que situações relevantes sejam ignoradas.
Contudo, a operação de redes de sensores em meios aquáticos enfrenta alguns obstáculos com claras implicações na qualidade dos dados. Por exemplo, os sensores são afetados por correntes e acumulação de detritos e a comunicação é afetada pela ondulação e por mais interferências.
No projeto AQUAMON será desenvolvida uma plataforma para monitorização confiável em ambientes aquáticos utilizando redes de sensores sem fios, respondendo a alguns dos problemas levantados pela operação nestes ambientes. Em concreto, serão endereçados os problemas de qualidade na transmissão causados por ondas e características de propagação sobre uma superfície aquática, de previsibilidade da comunicação, causados pela contenção no acesso de vários nós ao meio de transmissão, e de qualidade dos dados, causados por faltas que afetam quer os próprios sensores quer a comunicação, originando erros nos valores ou ausência de informação.
Para atingir os objetivos, serão seguidas as seguintes abordagens. Quanto à comunicação, será explorada a possibilidade de transmissão com maior potência em redes 802.15.4, assim como a utilização de modelos de ondulação para deteção de janelas de transmissão favoráveis. Por outro lado, para melhorar a previsibilidade da comunicação, serão desenhados e implementados protocolos que permitam limitar a ocorrência de colisões na transmissão, usando técnicas de sincronização de transmissões. Para o processamento de dados, serão combinadas diversas técnicas que, em conjunto,  |
Resumo
Monitorização Confiável em Ambientes Aquáticos com Redes de Sensores sem Fios
A monitorização contínua de ambientes aquáticos com redes de sensores é importante para várias aplicações, nomeadamente para prevenção de acidentes, gestão dos recursos hídricos, produção alimentar dependente da água ou atividades de recreio. Neste contexto, é necessário que a informação recolhida tenha boa qualidade para evitar que sejam desencadeados falsos alarmes ou que situações relevantes sejam ignoradas.
Contudo, a operação de redes de sensores em meios aquáticos enfrenta alguns obstáculos com claras implicações na qualidade dos dados. Por exemplo, os sensores são afetados por correntes e acumulação de detritos e a comunicação é afetada pela ondulação e por mais interferências.
No projeto AQUAMON será desenvolvida uma plataforma para monitorização confiável em ambientes aquáticos utilizando redes de sensores sem fios, respondendo a alguns dos problemas levantados pela operação nestes ambientes. Em concreto, serão endereçados os problemas de qualidade na transmissão causados por ondas e características de propagação sobre uma superfície aquática, de previsibilidade da comunicação, causados pela contenção no acesso de vários nós ao meio de transmissão, e de qualidade dos dados, causados por faltas que afetam quer os próprios sensores quer a comunicação, originando erros nos valores ou ausência de informação.
Para atingir os objetivos, serão seguidas as seguintes abordagens. Quanto à comunicação, será explorada a possibilidade de transmissão com maior potência em redes 802.15.4, assim como a utilização de modelos de ondulação para deteção de janelas de transmissão favoráveis. Por outro lado, para melhorar a previsibilidade da comunicação, serão desenhados e implementados protocolos que permitam limitar a ocorrência de colisões na transmissão, usando técnicas de sincronização de transmissões. Para o processamento de dados, serão combinadas diversas técnicas que, em conjunto, permitirão melhorar a qualidade da monitorização. Por um lado, serão detetadas faltas com base em técnicas de análise e processamento de sinais e em técnicas de inferência baseadas em série de dados. Por outro, a redundância oferecida por múltiplos sensores permitirá aplicar técnicas de fusão de dados e caracterizar a qualidade dos dados resultantes. Finalmente, os dados serão ainda analisados à luz de modelos de previsão do comportamento específicos para os ambientes monitorizados, que funcionarão como um elemento adicional de redundância e de garantia de qualidade.
Para demonstrar a validade das soluções desenvolvidas, será feita uma aplicação ao sistema de monitorização e previsão da hidrodinâmica e da qualidade da água da baía do Seixal, no estuário do Tejo, desenvolvido no contexto dos projetos FP7 PREPARED, AdI SI-GeA e FCT MOLINES. Esta aplicação permitirá aferir a eficácia da plataforma AQUAMON e quantificar os ganhos obtidos em comparação com uma rede convencional de sensores fixos e com um sistema de previsão baseado nos melhores modelos de processos. |