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Título: Plataforma integrada de gestão de redes de sensores sem fios, em aplicações de agricultura de precisão
Autor: Fernandes, Miguel Alves
Orientador: Santos, Raul Manuel Pereira Morais dos
Serôdio, Carlos Manuel José Alves
Palavras-chave: Agricultura de precisão
Redes de sensores sem fios
Gestão de dados (heterogéneos)
Recolha de dados
Sistemas inteligentes
Data: 10-Fev-2017
Resumo: A agricultura de precisão (AP), apoiada num vasto conjunto de tecnologias da informação, das comunicações e da electrónica, almeja contribuir para um incremento no rendimento e na qualidade dos produtos agrícolas, de forma sustentada. Este tipo de práticas agrícolas só são possíveis através do acompanhamento contínuo dos processos envolvidos. Os dados recolhidos no terreno, sobretudo através de plataformas de aquisição de dados (PAD), permitem caracterizar a evolução das culturas e, ao mesmo tempo, fornecer informação valiosa aos sistemas de apoio `a decisão que auxiliam na tomada de decisões na gestão de um terreno agrícola. No entanto, os dados recolhidos de fontes diversas e heterogéneas de dados carecem do necessário suporte capaz de lidar com a variedade de parâmetros microclimatéricos, do solo e das próprias plantas, bem como garantir a interoperabilidade relacionada com os sensores e as próprias PAD. Esta tese apresenta um conjunto de soluções tecnológicas de apoio a práticas de AP. ´E descrita uma plataforma integrada de gestão de redes de sensores sem fios (RSSF) assente no dispositivo Intelligent Precision Agriculture Gateway (iPAGAT) que incorpora, para além de um motor de agregação, um sistema de integração de dados e um gestor de RSSF baseado em IEEE 1451. Este conjunto de normas facilita os processos de identificação e descrição electrónica dos sensores e respetivas PAD por sistemas de alto-nível e normaliza os processos de troca de dados. Com suporte de comunicações sem fios compatível com IEEE 802.15.4/ZigBee, as tarefas de instalação e configuração de uma PAD tornam-se processos simples e automáticos, facilitando a sua integração. Os vários ensaios realizados permitiram concluir que o iPAGAT, enquanto plataforma de gestão de RSSF, constitui um produto tecnológico adequado para o processamento de dados no local e um avanço tecnológico para auxílio das práticas de AP.
Precision agriculture (PA) is supported by a wide range of information, communication and electronic technologies and aims to sustainably increase crop yield and the quality of agricultural products. This agricultural pratices is only possible through the continuous monitoring and management of the involved processes. The data collected in the field, particularly through data acquisition platforms (DAP), can characterize the evolution of crops and, at the same time, feed valuable information to decision support systems (DSS) that assist in decision making in farm management. However, collected data from several and heterogeneous sources lacks of required support capable of handling such variety of micro-climatic, soil and plant parameters, as well as interoperability related to sensors and DAP. This thesis presents a set of technology solutions to support PA practices. It is described an integrated platform for managing wireless sensor networks (WSN) based in the device Intelligent Precision Agriculture Gateway (iPAGAT) that incorporates, besides an aggregation engine, a data integration system and a WSN manager based on the IEEE 1451. Family of standards emerged to simplify the processes of identification and electronic description of sensors and respective DAP at higher level and normalizes the data exchange process. With an IEEE 802.15.4/ZigBee compliant support, installation tasks and configuration of a DAP become simple and automated processes, simplifying its integration. In field evaluation showed that iPAGAT, while WSN management platform, is a suited technology product for field data processing and a technological breakthrough to assist PA practices.
Descrição: Tese de Doutoramento em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
URI: http://hdl.handle.net/10348/5342
Tipo de Documento: Tese de Doutoramento
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