Rede de Monitoramento para Diagnóstico e Prevenção de Situações de Risco de Desastres Naturais em Niterói

Sobre o projeto

O objeto deste projeto de pesquisa aplicada consiste em um sistema de monitoramento e coleta de dados escalares relevantes e necessários para o diagnóstico antecipado e a consequente prevenção de desastres naturais, como as enchentes e os deslizamentos no município de Niterói.

O objetivo central da proposta é desenvolver um protótipo de nó Nós sensores são dispositivos autônomos equipados com capacidades de sensoriamento, processamento e comunicação. Os nós sensores coletam dados via sensores, processam localmente ou coordenadamente entre vizinhos e transmitem essa informação.
Os nós sensores podem ser imaginados como pequenos computadores, extremamente básicos em termos de de sua interface e de seus componentes. Eles, usualmente, consistem em uma unidade de processamento com
capacidade limitada, memória reduzida, um ou mais sensores, dispositivo de comunicação (geralmente
transceptores de rádio) e uma fonte de energia.. Podem-se adicionar ainda outros componentes como por exemplo um dispositivo que permita mobilidade ou um sistema de localização.
Fonte: https://www.gta.ufrj.br/grad/09_1/versaofinal/rssf/de_nos_sensores.htmlde monitoramento para prover dados relevantes para auxílio ao diagnóstico antecipado de situações de risco à vida e ao patrimônio do cidadão Niteroiense.

Para alcançar esse objetivo, neste projeto serão especificados e montados três protótipos, consistindo dos seguintes módulos:

• Módulo de aquisição de dados – consistindo em sensores de umidade do solo, de nível de água e pluviômetro
• Módulo de processamento e armazenamento – com memória e
  microcontrolador, para armazenamento temporário dos dados coletados, e pré-processamento
• Módulo de comunicação – para transmissão dos dados coletados através de comunicação sem fio
• Módulo de alimentação – com baterias para alimentação dos outros módulos, com alternativas de recarga pela rede elétrica ou através de painéis solares.

O que foi feito até aqui

Até o momento, foram desenvolvidas especificações técnicas, montagem e configuração do primeiro protótipo (nó sensor, concentrador e servidor). Para tal, foi realizado o estudo bibliográfico sobre tecnologias de transmissão sem fio, comunicação em redes de computadores, virtualização e principais sensores utilizados para monitoramento de variáveis climáticas, assim como estudo sobre localização de sensores para monitoramento de variáveis climáticas, a fim de definir uma metodologia para a instalação dos nós sensores – proposta a partir do Mapa de Risco de Niterói Projeto para redução de possíveis riscos de desastres no município, o Diagnosticando a Comunidade. A proposta é produzir um mapa das ameaças da localidade, na percepção e conhecimento dos moradores, e a partir disso, produzir material que será distribuído aos gestores para tomada de decisão, tornando assim, as comunidades cada vez mais resilientes.
Fonte: Secretaria de Defesa Civil. O Projetou realizou a definição parcial do hardware que será utilizado para montagem dos sensores remotos, do servidor e do concentrador; bem como criou o banco de dados que armazenará os dados coletados e que, atualmente, está populado com os dados obtidos junto à Prefeitura.  

Foi realizado o mapeamento dos pluviômetros do município, de acordo com os dados fornecidos pela Prefeitura de Niterói. Para tanto, utilizou-se o QGIS O QGIS é um Sistema de Informação Geográfica (SIG) de Código Aberto licenciado segundo a Licença Pública Geral GNU, o qual funciona em Linux, Unix, Mac OSX, Windows e Android e suporta inúmeros formatos de vetores, rasters e bases de dados e funcionalidades, permitindo a visualização, edição e análise de dados georreferenciados.
Fonte: https://www.qgis.org/pt_BR/site/about/index.htmle uma ortoimagem com a vista aérea do município, incluindo bacias Hidrográficas.

Foram realizadas medições de alcance de comunicação sem fio para verificar a que distância o módulo LoRa LoRa (Long Range ou longo alcance) é uma técnica de modulação em camada física pode ser utilizada no espectro de radiofrequência não licenciado para a transmissão de dados, utilizada em comunicações de baixa taxa de transferência de dados, baixo consumo de energia e longas distâncias.
Fonte: Semtech (2017). What is LoRa?
http://www.semtech.com/wirelessrf/internet-of-things/what-is-lora/.consegue transmitir informação com sucesso. O alcance obtido foi de 225m em linha de visada, 290m sem linha de visada com obstrução parcial, e 90m sem linha de visada com obstrução total.

Além disso, está em desenvolvimento o Painel de Visualização, a partir da instalação e configuração do Grafana Grafana é uma aplicação web que permite analisar, monitorar e visualizar dados por meio de gráficos e dashboards dinâmicos. Compatível com diversos bancos de dados e sistemas operacionais, possibilita a configuração de alertas para que os usuários recebam notificações relevantes relacionados aos dados supervisionados. Atualmente, o acesso ao painel de visualização pode ser realizado apenas pela rede interna do laboratório em que o projeto está sendo executado.

Próximos Passos

• Avaliação de desempenho do primeiro protótipo construído para coleta de dados de chuva, em ambiente controlado;
• Integração de outros sensores e de módulo para energia solar;
• Aprimoramento e encapsulamento do protótipo;
• Avaliação de desempenho em ambiente não controlado.
• Desenvolvimento do gateway e teste do sistema completo em ambiente controlado, além de testagem do sistema completo em ambiente não controlado.