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Title: Redes de sensores sem fio aplicadas ao monitoramento de motores em ambiente industrial.
Other Titles: Wireless sensor networks applied to engine monitoring in an industrial environment.
???metadata.dc.creator???: GOMES, Ruan Delgado.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SPOHN, Marco Aurelio.
???metadata.dc.contributor.referee1???: GOMES, Reinaldo Cézar de Morais.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SALVADORI, Fabiano.
Keywords: Redes de Sensores sem Fio;Sistemas Embarcados;Monitoramento de Motores;Ambiente Industrial;Padrão IEEE 802.15;Otimização do Uso da Energia;Wireless Sensor Networks;Embedded Systems;Engine Monitoring;Industrial Environment;IEEE 802.15 Standard;Optimization of Energy Use
Issue Date: 27-Feb-2012
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: GOMES, Ruan Delgado. Redes de sensores sem fio aplicadas ao monitoramento de motores em ambiente industrial. 113f. (Dissertação) Mestrado em Ciência da Computação, Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2012. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11419
???metadata.dc.description.resumo???: A otimização do uso da energia, diminuindo custos e reduzindo o impacto ambiental, tem sido motivo de grande preocupação em diversos setores da sociedade. Nesse contexto, a utilização de sistemas de automação industrial inteligentes e de baixo custo para monitoramento de motores pode representar uma ferramenta muito útil, possibilitando a diminuição do uso da energia elétrica no setor industrial. Tradicionalmente, o monitoramento de energia e detecção de falhas em sistemas industriais são realizados de forma off-line ou através de redes cabeadas. Essa ultima abordagem apresenta um alto custo e pouca flexibilidade, devido principalmente a necessidade de utilização de cabos, o que dificulta o processo de instalação e manutenção da rede. Uma alternativa para construção de sistemas de monitoramento industrial flexíveis e de baixo custo e a utilização de Redes de Sensores sem Fio (RSSF). Entretanto, a aplicação dessas redes em ambiente industrial apresenta uma serie de desafios. Os erros de transmissão e a capacidade variável do enlace são um dos fatores mais críticos na aplicação das RSSF em um ambiente industrial. Esse trabalho propõe o desenvolvimento de uma RSSF para monitoramento em tempo real de motores em ambiente industrial. A rede e formada por nos inteligentes que realizam localmente o processamento para estimação dos parâmetros (torque e eficiência) e transmitem esses valores para uma unidade central de monitoramento. Foram realizados estudos experimentais para observar a relação entre o desempenho da rede de sensores e o nível de ocupação espectral no ambiente de operação, verificando o impacto causado pela inserção de fontes de interferência. Também foi desenvolvido um modelo matemático para avaliar o desempenho da RSSF em vários cenários. Através desses estudos teóricos e experimentais, foi demonstrado que a utilização de nos inteligentes traz grandes benefícios para este tipo de aplicação, provocando uma grande redução na quantidade de dados transmitidos na rede e tornando possível o monitoramento dos motores, mesmo em cenários de alta interferência. Alem disso, os estudos fornecem informações que podem guiar o desenvolvimento de novas tecnologias e protocolos para redes de sensores sem fio industriais.
Abstract: The optimization of energy usage, by decreasing costs and reducing environmental impact, has been cause of great concern in various sectors of society. In this context, intelligent and low-cost industrial automation systems for motor monitoring can be a very useful tool, allowing reducing the use of electricity in the industrial sector. Traditionally, energy monitoring and fault detection in industrial systems are performed off-line or through wired networks. This latter approach has a high cost and limited flexibility, mainly due to the need of cables, which difficult the process of installing and maintaining the network. An alternative to construction of flexible and low-cost industrial monitoring systems is the use of Wireless Sensor Networks (WSN). However, the application of these networks in an industrial environment presents a number of challenges. Transmission errors and the variable link capacity are one of the most critical factors in the application of WSN in an industrial environment. This work proposes the development of a WSN for real-time monitoring of motors in industrial environment. The network consists of intelligent nodes that perform local processing to estimate the parameters (torque and efficiency), and transmit these values to a central monitoring unit. Experimental studies were performed to observe the relationship between the WSN performance and spectral occupancy in the operating environment, also observing the impact of external interference sources. It was also developed a mathematical model to evaluate the WSN performance in several scenarios. Through these theoretical and experimental studies, it was demonstrated that employing intelligent nodes brings great benefits for this type of application, reducing the amount of data transmitted over the network and allowing monitoring even in high interference scenarios. In addition to that, our work provides.
Keywords: Redes de Sensores sem Fio
Sistemas Embarcados
Monitoramento de Motores
Ambiente Industrial
Padrão IEEE 802.15
Otimização do Uso da Energia
Wireless Sensor Networks
Embedded Systems
Engine Monitoring
Industrial Environment
IEEE 802.15 Standard
Optimization of Energy Use
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciência da Computação
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11419
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RUAN DELGADO GOMES - DISSERTAÇÃO PPGCC 2012.pdfRuan Delgado Gomes - Dissertação PPGCC 2012. 13.36 MBAdobe PDFView/Open


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