Tesis
Internet das coisas em edifícios inteligentes = desenvolvimento de uma rede de sensores e atuadores sem fio para o controle de sistemas de climatização = Internet of things in smart buildings: development of a wireless sensor and actuator network aimed to control climatization systems
Internet of things in smart buildings : development of a wireless sensor and actuator network aimed to control climatization systems
Registro en:
MEDINA, Bruno Eduardo. Internet das coisas em edifícios inteligentes: desenvolvimento de uma rede de sensores e atuadores sem fio para o controle de sistemas de climatização = Internet of things in smart buildings: development of a wireless sensor and actuator network aimed to control climatization systems. 2017. 1 recurso online (129 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Autor
Medina, Bruno Eduardo, 1989
Institución
Resumen
Orientador: Leandro Tiago Manera Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta o uso do conceito de Internet das Coisas como ferramenta para o desen-volvimento de uma rede sem fio de sensores e atuadores com o objetivo de propor uma atualiza-ção tecnológica em aparelhos de ar condicionado instalados em edifícios e residências brasileiras. A solução proposta é capaz de agregar novas funcionalidades aos sistemas de climatização con-vencionais novos ou já instalados em construções antigas, promovendo o conceito de edifícios inteligentes. A análise inicial dos sistemas de climatização convencionais mostrou que a depen-dência existente entre os usuários e o comando dos aparelhos de ar condicionado pelo controle remoto gera um desperdício no consumo de energia elétrica, seja pela má regulação dos aparelhos ou por mantê-los acionados em períodos desnecessários. Para realizar o controle dos aparelhos de ar condicionado foi necessário desenvolver um software capaz de aprender os sinais enviados pelo controle remoto de qualquer tipo de aparelho de ar condicionado. Esses comandos foram salvos nos módulos atuadores instalados nos aparelhos de ar condicionado. Através de uma rede de sensores e atuadores sem fio construída com tecnologia de comunicação sem fio (XBee), foi possível centralizar o comando de um conjunto de aparelhos de ar condicionado. Para garantir o conforto térmico dos usuários foi elaborado um algoritmo que utiliza valores de temperatura ex-terna e umidade relativo do ar coletados pelo módulo sensor de temperatura para estabelecer a temperatura de operação dos aparelhos de ar condicionado. Estes valores são transmitidos pela rede de comunicação do sistema e, com base nos horários de funcionamento estabelecidos pelo usuário na central de comando, é feito o controle dos aparelhos. Ao utilizar uma rede mesh com protocolo DigiMesh, cada dispositivo atua como um roteador, aumentando o alcance da rede e facilitando possíveis expansões. O sistema proposto foi validado por meio de um estudo de caso realizado em um escritório administrativo da empresa Robert Bosch, localizada em Campinas. Os resultados mostram que a tecnologia é capaz de reduzir o consumo de energia elétrica em uma média de até 22%. Dada a característica inovadora da pesquisa foi realizado um depósito de pa-tente do módulo de comando dos aparelhos de ar condicionado junto ao INPI sob o número BR 10 2016 023243 0 Abstract: This work presents the use of the Internet of Things concept as a tool for the development of a wire-less sensor and actuator network with a proposition of a technological retrofit on air conditioners installed in Brazilian buildings. The proposed system can add new functionalities to both new or already installed conventional air conditioning systems in existing buildings, promoting the concept of intelligent buildings. Initial analysis shows that conventional air conditioning systems present an issue between users and the remote control of the air conditioners. This usage may cause waste in energy consumption, either by inadequate regulation of the appliances or by keeping them activat-ed when unnecessary. During the development of a new way of controlling the equipment it was necessary to elaborate a software capable of learning the signals sent by the remote control of any type of air conditioner. These commands have been saved in the actuator modules program in-stalled in the air conditioner equipment. Through a wireless sensor and actuator network imple-mented with a radio frequency communication (XBee), it was possible to centralize the command of a set of air conditioners. In order to guarantee the thermal comfort of the users an algorithm was developed to consider inputs such as external temperature and air humidity collected by a sensor module to establish the set-point temperature of air conditioner equipment. These values are transmitted by the communication network and the system operates during the stablished period set by local users at the center control module. By using a mesh network with DigiMesh protocol, each device acts as a router, increasing the reach of the network and facilitating possible expan-sions. The proposed system was validated through a case study carried out in an administrative office of the Robert Bosch Company located in Campinas. The results show that the technology is able to reduce electric power consumption by an average of up to 22%. Given the innovative fea-ture of the research, a patent deposit was in control module of the air conditioner equipment at INPI registered by the number BR 10 2016 023243 0 Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica
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