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Implementação de um sistema de domótica. Análise exploratória dos Dados recolhidos

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Júlio Rocha - Trabalho de Projeto - MEISI.pdf4.68 MBAdobe PDF Download

Abstract(s)

O constante crescimento das tecnologias e melhoria em arquitetura de sistemas vem resolver muitos dos problemas dos cidadãos e da sua qualidade de vida. A diversidade de aplicações da Internet das Coisas tem vindo a revolucionar a forma como nos relacionamos com a tecnologia. Redes de sensores industriais sem fio, casas inteligentes controladas remotamente utilizam arquiteturas de rede e protocolos com um nível de automação impensável há alguns anos. Este projeto propõe a implementação de um sistema de domótica que pretende resolver ou minimizar problemas nas instalações de uma piscina municipal, tais como: assaltos às instalações; controlo da qualidade do ar; fuga de gás no espaço envolvente à caldeira; redução do consumo de energia e o controlo da temperatura e humidade no Cais da Piscina. Esta proposta, como solução de baixo custo, contempla a montagem de placas Arduino, de forma a que os responsáveis da organização possam obter informações numa aplicação Android, em tempo real, e, dessa forma, poderem tomar decisões de acordo com a interpretação dos dados recolhidos. O projeto divide-se em duas fases: 1) Montagem de três microcontroladores e respetivos sensores e atuadores nas instalações da piscina; 2) Análise dos dados gerados pelo sistema de domótica, recolhidos pelos microcontroladores e armazenados na base de dados. A primeira fase será dedicada à codificação dos microcontroladores, processamento dos dados recolhidos, armazenamento numa base de dados para lidar com dados de séries temporais, e apresentação dos dados numa aplicação Android bem como na aplicação desktop Grafana. Na fase de codificação, destacam-se algumas funcionalidades, como o envio de alertas e o trabalho dos atuadores (relés), cruciais para o bom serviço prestado. A segunda fase será a análise dos dados e apresentação estatística, através de bibliotecas, como Seaborn. O conjunto de dados deriva de uma série temporal, ou seja, os dados sofrem alterações ao longo do tempo, por isso os dados históricos serão analisados e explorados por diversas funções da biblioteca Pandas, bem como a produção de uma matriz de correlação, onde será verificada uma correlação negativa, entre os dados da temperatura e humidade e, se possível, a correlação bem visível entre as variáveis do sensor magnético, aplicado na porta, e do sensor de movimento.
ABSTRACT: The constant growth of technologies and improvement in system architecture solve many of the citizens problems and their quality of life. The diversity of Internet of Things applications has been revolutionizing the way we relate to technology. Wireless industrial sensor networks, remotely monitored and controlled smart homes use network architectures and protocols with a level of automation unthinkable a few years ago. This work proposes the development and implementation of a low-cost home automation system, which intends to solve or minimize problems in the installations of a municipal swimming pool, such as: assaults on the installations; air quality control; gas leakage in the space surrounding the boiler; reduction of energy consumption and control of temperature and humidity on the pool deck. This proposal, as a low-cost solution, addresses the assembly of Arduino with microcontrollers, so that those responsible for the organization can obtain information in an Android application, in real time, and, in this way, be able to make decisions according to the interpretation of the collected and analyzed data. The project is divided into two phases: 1) Assembly of three microcontrollers and respective sensors and actuators in the pool facilities; 2) Analysis of the data generated by the home automation system, collected by the microcontrollers and stored in the database. The first phase will be dedicated to Arduino coding, processing the collected data, storing it in a database to handle time series data, and presenting the data in an Android application as well as in the Grafana desktop application. In the coding phase, some features stand out, such as sending alerts and the work of the actuators, crucial for the good service provided. The second phase will be for data analysis and statistical presentation, through some libraries, such as Seaborn. The data set derives from a time series, that is, the data changes over time, so historical data will be analyzed and explored by various functions of the Pandas, as well as the production of a correlation matrix, where a negative correlation will be verified between the temperature and humidity data and, if possible, the correlation between the variables of the magnetic sensor, applied on the door, and the motion sensor.

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Domótica Internet Of Things (IoT) Arduino Android Influxdb Análise de Dados Python Web API PHP

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