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Sistema distribuído para a monitorização e comunicação de dados da aplicação Pavement Energy Harvesting

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Abstract(s)

O projeto em questão surge da necessidade da implementação de um sistema de monitorização e comunicação de dados nos equipamentos Pavement Energy Harvesting da Pavnext, com o objetivo de monitorizar o fluxo rodoviário e os dados adquiridos na passagem de carros. Os equipamentos Pavement Energy Harvesting consistem em vários módulos mecânicos dispostos em pares lado a lado numa rodovia, que visam reduzir a velocidade da passagem de automóveis, ao converter a energia desperdiçada na travagem em energia elétrica. Para tal, foi desenvolvido um sistema distribuído capaz de fazer a recolha, processamento e envio de dados recolhidos quando ocorrer a passagem de um carro. O sistema distribuído é composto por três tipos de módulos. O módulo de aquisição de dados está instalado nos módulos mecânicos e tem por objetivo detetar e efetuar as leituras dos sensores ao longo da passagem de um carro e, de seguida, realizar o envio dos dados de cada um dos módulos de aquisição para o módulo agregador. De seguida, o módulo agregador realiza o agrupamento e analisa todos os dados enviadas por cada um dos módulos de aquisição, a fim de processar estas mensagens em informação relevante tais como erros detetados, velocidade do carro e cálculo energético total. Este conjunto de módulos é capaz de monitorizar veículos numa única estrada. Assim, para tornar o sistema capaz de monitorizar veículos em diferentes rodovias é ainda necessário a existência de um último módulo, o módulo universal, que visa receber as mensagens geradas pelos vários módulos agregadores e enviar esta informação para uma base de dados. Para além disto, foi desenvolvido um software de monitorização capaz de fazer a interface entre o computador e cada um dos módulos desenvolvidos, sendo desta forma possível realizar a monitorização através de gráficos e tabelas da informação recebida e enviada. Por fim, com o intuito de verificar o funcionamento do trabalho desenvolvido foram ainda realizados testes em laboratório e em estrada. Com estes testes foi possível verificar que o sistema é capaz de realizar a aquisição, comunicação e análise da informação enviada, o que torna assim exequível a monitorização do tráfego rodoviário.
The project in question arises from the need to implement a monitoring and data communication system in Pavnext's Pavement Energy Harvesting equipment, with the purpose of monitoring the road flow and data acquired when cars pass. The Pavement Energy Harvesting equipments consist of several mechanical modules arranged in pairs side by side on a highway, which aim to reduce the speed of passing cars by converting the energy wasted in braking into electrical energy. For this purpose, a distributed system was developed that is capable of collecting, processing and sending the data collected when a car passes. The distributed system is composed of three types of modules. The data acquisition module is installed in the mechanical modules and its purpose is to detect and perform the sensor readings along the passage of a car and then send the data from each of the acquisition modules to the aggregator module. Afterwards, the aggregator module groups and analyzes all the data sent by each of the acquisition modules, in order to process these messages into relevant information such as detected errors, car speed and total energy calculation. This set of modules is capable of monitoring vehicles on a single road. Thus, to make the system capable of monitoring vehicles on different roads it is still necessary the existence of a last module, the universal module, which aims to receive the messages generated by the various aggregator modules and send this information to a database. Besides this, a monitoring software was developed capable of interfacing the computer with each of the developed modules to be able to monitor the information received and sent through graphs and tables. Finally, in order to verify the operation of the developed system, laboratory and road tests were also performed. With these tests it was possible to verify that the system is able to perform the acquisition, communication and analysis of the information sent, thus making it feasible to monitor road traffic.

Description

Keywords

Microcontrolador Pavement Energy Harvesting Smart Cities Pavnext STM32 Monitorização de tráfego Microcontroller Pavement Energy Harvesting Traffic Monitoring

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