masterThesis
Uma arquitetura para orquestração da distribuição de água no semiárido brasileiro baseada em internet das coisas e computação em nuvem
Autor
SILVA, Wilson Alves da
Institución
Resumen
Na região Semiárida brasileira o regime de chuvas é caracterizado por períodos longos de estiagem com secas prolongadas, fazendo com que no ano de 2016 fossem gastos mais de um bilhão de Reais em programas de distribuição de água à população carente dessa região, dos quais cerca de 14% desse recurso foi gasto em fiscalização. A forma de fiscalização atual não contempla nenhuma maneira de mensurar a quantidade ou a qualidade da água recebida e várias notícias de fraudes publicadas pela mídia em geral indicam que essa fiscalização é um processo caro e propício a erro. O problema então é como melhorar o monitoramento e fiscalização na distribuição de água, ampliando a transparência e a eficiência de programas federais de distribuição deste recurso. Sistemas de Internet das Coisas (IoT), são capazes de transmitir informações sobre volume e qualidade da água, estas informações podem ser usadas de forma integrada com os sistemas de tomada de decisão para fins de gestão. No entanto, as limitações dos dispositivos IoT requerem uma tecnologia como Computação em Nuvem para complementar suas aplicações, dado que a Computação em Nuvem possui capacidades praticamente ilimitadas em termos de armazenamento e processamento. Motivado pela importância do programa de distribuição de água para o Semiárido brasileiro e pela necessidade de definição de um framework para permitir a integração de soluções parciais para fiscalização destes tipos de programas, este trabalho apresenta uma arquitetura baseada em IoT e Computação em Nuvem que disponibiliza serviços para orquestrar a distribuição de água no Semiárido brasileiro. Para atingir os objetivos deste trabalho foi realizado um mapeamento das principais tecnologias empregadas em Sistemas de Gerenciamento de Recursos Hídricos que utilizam IoT e foi realizada uma análise do emprego da Tecnologia da Informação como instrumento de apoio à fiscalização do programa de distribuição de água. Apoiado nestes conhecimentos foi especificada, projetada e implementada uma arquitetura de referência. Por fim, a partir de uma avaliação pôde-se mensurar o quão a Arquitetura Proposta está apta para ser implantada em um contexto real. In Brazilian semi-arid region, rainfall is characterized by long periods of drought, which only in 2016 caused the expenditure of more than one billion reais (Brazilian currency, about USD 330 millions) in water distribution programs for the poor population of this region, of which about 14% were spent on surveillance. The current form of surveillance does not contemplate any way of measuring the quantity or quality of water received, and various fraud reports published by the local media outlets show that such surveillance is an expensive and error-prone process. So the problem is how to improve the monitoring and control of water distribution, increasing the transparency and efficiency of the water distribution programs. Internet of Things (IoT) Systems are capable of transmitting information about water volume and quality, this information can be used by the decision-making systems for management purposes. However, the limitations of IoT devices require a technology like Cloud Computing to complement their applications, because Cloud Computing has virtually unlimited capabilities in terms of storage and processing power. Motivated by the importance of the water distribution program for the Brazilian semi-arid region and by the need to define a framework to allow the integration of partial solutions for monitoring these types of programs, this master’s dissertation presents an IoT and Cloud Computing-based architecture that provides Web services to orchestrate the distribution of water in the Brazilian semi-arid region. In order to reach the objectives of this work, a mapping of the main technologies used in Water Resources Management Systems that apply IoT approach was carried out and also was realized analyses of the use of Information Technology as an instrument to support the surveillance of Brazilian water distribution program. From this knowledge was specified, designed and implemented a reference architecture. Finally, from an evaluation, it was possible to measure how able is the Proposed Architecture to be implemented in a real context.