Dissertação - Modelo de estimativa de consumo para aplicações em fazendas inteligentes com colheita de energia

Autor: Vinícius Simões Pedro (Currículo Lattes)

Resumo

A Internet das Coisas (IoT) se tornou uma presença cada vez mais intrínseca no cotidiano das pessoas, desempenhando um papel crucial na monitorização de atividades diárias e no controle remoto de dispositivos eletrônicos. Além disso, os princípios fundamentais da IoT estão penetrando em uma ampla gama de setores, incluindo comércio, indústria e, notadamente, na agricultura. A principal abordagem deste estudo se concentra no conceito de "Energy Harvesting" (colheita de energia) como uma solução inovadora para reduzir o consumo de energia e estender a autonomia dos dispositivos IoT utilizados na agricultura. A ideia subjacente é a utilização de fontes de energia renovável, notadamente a energia solar, para alimentar esses dispositivos eletrônicos. Ao adotar essa abordagem, podemos substancialmente reduzir a necessidade de manutenção dos equipamentos, uma vez que a substituição frequente de baterias se torna dispensável. Esse avanço tem o potencial de revolucionar a eficiência e a confiabilidade dos sistemas de IoT em fazendas inteligentes. O agronegócio, como um dos setores de maior crescimento econômico, demanda cada vez mais a capacidade de monitorar e gerenciar operações em campo para otimizar a produtividade. No entanto, a manutenção de dispositivos de IoT em locais remotos apresenta desafios significativos, principalmente relacionados à logística envolvida na substituição de baterias, que muitas vezes requer deslocamentos físicos até o local do dispositivo. Portanto, este trabalho tem como objetivo primordial desenvolver um modelo de estimativa de consumo para aplicações em smart farming. O modelo é baseado em um nó específico, que utiliza um microcontrolador, um radiotransmissor LoRa e um sensor de umidade do solo, todos operando a uma tensão de 5V. Os resultados deste estudo destacam a significativa relevância da modelagem de consumo de energia na otimização de sistemas microprocessados. A aplicação de modelos de consumo possibilita a formulação de estratégias para a minimização do consumo de energia e a estimativa da autonomia do sistema em diversos cenários de operação. A modelagem do consumo emerge como um valioso recurso para a redução de despesas e o aprimoramento da eficiência energética de sistemas microprocessados, tornando-se uma ferramenta fundamental no desenvolvimento de sistemas com baixo consumo de energia.

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Palavras-chave: Internet das coisasAgriculturaProtocolos de comunicaçãoFazendas inteligentesColheita de energia