Riversense

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013As inundações representam um importante problema a nível mundial, que tem crescido acentuadamente, provavelmente, devido às mudanças climáticas no planeta, impactando principalmente em microclimas sensíveis. Este problema é considerado no estado de Santa Catarina, Brasil, onde as inundações frequentes durante a estação chuvosa causam mortes e significantes prejuízos financeiros. Esforços para minimizar estes problemas têm sido realizados nas áreas de monitoramento ambiental, modelagem hidrológica e gerenciamento de desastres. Na área de monitoramento ambiental uma tecnologia promissora para dar suporte a sua aplicação são as redes de sensores sem fio (RSSFs). As RSSFs são compostas por pequenos computadores embarcados conhecidos como motes, que basicamente possuem um processador de baixo consumo de energia, comunicação sem fio e sensores. Estes motes podem formar redes, que são capazes de se auto-organizar e reagir ao ambiente físico. Em áreas como hidrologia e micro meteorologia, as RSSFs possibilitam a disponibilidade de dados espaciais e temporais, que tem sido um grande desafio, devido a custos e o tamanho de estações meteorológicas tradicionais. Além disso, o governo brasileiro, através do projeto CIA², identifica as RSSFs como uma possível solução para o monitoramento de rios em busca de alertar a população sobre possíveis inundações. Este trabalho visa a concepção de uma RSSF de baixo custo e consumo de energia para monitoramento de rios, objetivando melhorar coletas de dados e disponibilizar o acesso público a dados ambientais. Ao final da pesquisa foi possível propor e implementar uma arquitetura de rede de sensores, e todo um sistema de monitoramento de inundações. Os resultados quantitativos obtidos com a utilização desse sistema concluem a sua viabilidade. <br>Abstract: Flooding is a worldwide critical problem, which has been growing increasingly due to climate changes on the planet, mainly impacting in sensible microclimates. This problem is pointed out in the state of Santa Catarina, Brazil, where the floods during the rainy season cause significant human and financial costs. Efforts to minimize these problems have been aimed in the areas of environmental monitoring, hydrological modeling and disaster management. In the environmental monitoring area a promising technology for supporting its application is the Wireless Sensor Networks (WSN). WSN are composed of tiny embedded computers known as motes, which basically features a lowpower processor, wireless communication and sensors. These motes can form networks, which are capable of self-organize and react to the physical environment. In areas such as hydrology and micrometeorology, the WSN can help with the availability of spatial and temporal data, which has generally been lacking, due to the costs and size of traditional sensing stations. Furthermore, the Brazilian Government, through the CIA² project, identifies WSNs as a possible solution for river monitoring in pursuit to alert the population about possible river flooding events. This work concerns the design of a lowcost and low-power WSN for river monitoring, aiming to improve data collection and provide public access to environmental data. At the end of the research it was possible to propose and implement a sensor network architecture, and a whole system for floods monitoring. The quantitative results conclude the system feasibility