Sistema de monitorização de vibrações baseado numa arquitetura REST para IoT

Abstract

A Internet das Coisas é um fenómeno que, embora não seja recente, tem sentido um enorme crescimento nos últimos anos. Atualmente existem cerca de 10 biliões de dispositivos ligados à Internet com a expectativa de se alcançar entre 20 a 50 biliões de dispositivos ligados dentro dos próximos cinco anos. Através da introdução de serviços inovadores concebidos para diversas áreas, tais como a indústria, os cuidados de saúde, a domótica, os transportes, a agricultura, o retalho, a segurança, entre muitas outras áreas do nosso quotidiano, a Internet das Coisas promete melhorar as nossas vidas, pois com as capacidades de monitorização, processamento e comunicação dos dispositivos IoT é possível tornar as “coisas” do nosso dia-a-dia parte de algo maior. A monitorização, sendo uma parte integrante das soluções baseadas em IoT, pode ser utilizada para medir vários parâmetros. Alguns dos mais comuns são a temperatura, humidade, pressão, som e a vibração. Embora a vibração possa ser vista de diferentes formas, na prática geotécnica a vibração corresponde a uma resposta elástica do terreno (solos e/ou rochas) aquando da passagem de uma onda de tensão, tendo como origem um evento de génese natural (como por exemplo sismos ou o deslizamento súbito de massas rochosas ao longo de falhas geológicas) ou artificial (explosões, cravação de estacas, trabalhos de construção, utilização de equipamentos diversos, linhas ferroviárias, tráfego rodoviário, entre outros). Esta vibração pode ser monitorizada recorrendo a diferentes tipos de sensores, pelo que a proposta apresentada opta por recorrer aos acelerómetros MEMS, tirando partido do facto de estes serem extremamente pequenos, baratos e com uma baixa necessidade de consumo de energia. A proposta está dividida em três componentes principais: o Coletor, o Servidor e o Monitor. O Coletor é o componente físico da proposta e tem como responsabilidade registar os eventos de natureza vibratória ao longo do tempo. O Servidor é o componente central e é responsável por armazenar o histórico de toda a informação recolhida pelo Coletor. Por fim, o Monitor é o componente que é responsável por fornecer uma interface capaz de aceder à informação recolhida pelo Coletor e gravada pelo Servidor. Com o trabalho desenvolvido foram executados alguns testes de forma a avaliar o funcionamento dos diferentes componentes da proposta, em especial o desempenho do Coletor

The Internet of Things is a concept that, although it isn’t new, it had a huge growth in recent years. Currently there are about 10 billion devices connected to the Internet with the expectation of achieving between 20 to 50 billion connected devices within the next five years. Through the introduction of innovative services designed for several areas such as industry, health care, home automation, transport, agriculture, retail, security, among many other areas of quotidian, the Internet of Things promises to improve our lives by using the capabilities of the IoT devices, such as monitoring, processing and communication. This capabilities can make these "things" of our daily lives part of something bigger. Monitoring, being an integral part of the solutions based on the IoT concept, may be used to measure several parameters. Some of the most common are temperature, humidity, pressure, sound and vibration. Although vibration can be seen in several ways, in geotechnical practice vibration corresponds to an elastic response (soil and/or rock) upon the passage of a wave which can have its origin in natural events (such as earthquakes or sudden sliding of rock masses along geological faults) or artificial events (explosions, pile driving and construction work, usage of several equipments, railways, road traffic, etc.). This vibration can be monitored using different types of sensors, but this proposal opted to use the new MEMS accelerometers, taking advantage of the fact that they are extremely small, cheap and have low consumption needs. This proposal is divided into three main components: the Collector, Server and Monitor. The Collector is the physical component of this proposal and is responsible for recording the vibratory events over time. Server is the central component and it is responsible for storing all the information registered by the Collector. Finally, the Monitor is the component that provides an interface to the user, so he can access the information registered by the Collector and recorded by the Server. The Monitor consists in a mobile application developed for Android. With the porposal finished, some tests were performed which allowed us to assess the validity of the various components of this proposal, in particular the performance of the Collector.