Projeto+Integrado+I+-+Marcos+Henrique-convertido

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIDOMBOSCO 
GRADUAÇÃO EM SISTEMAS PARA INTERNET 
 
MARCOS HENRIQUE SILVA E SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
A IMPORTÂNCIA DA AUTOMAÇÃO COMO FORMA DE SEGURANÇA E 
SUSTENTABILIDADE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
2021 
MARCOS HENRIQUE SILVA E SILVA 
 
 
 
 
A IMPORTÂNCIA DA AUTOMAÇÃO COMO FORMA DE SEGURANÇA E 
SUSTENTABILIDADE 
 
 
Trabalho apresentado como avaliativo para a obtenção da 
nota total do Projeto Integrado I, da disciplina de Sistemas 
para Internet com ênfase em IOT(Internet da coisas). 
 
 
 
 
PROFº ME. VALDINEI SAÚGO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
2021 
RESUMO 
A automação é um processo que foi criado como um facilitador em grandes e pequenas 
atividades do nosso dia a dia , sendo elas de cunho profissional como em indústrias por 
exemplo, quanto simplesmente em tarefas domesticas como a ligação de eletros, o 
acendimento de lâmpadas e etc. Na nossa atual cojuntura , um processo de automação e 
inteligência artificial bastante conhecida da população é a Alexa, um sistema de comando de 
voz na qual permite que tenhamos total acesso ao funcionamento da tecnologia de automação 
presente em nossas residências. 
Dentro da indústria de automação, a internet das coisas(IoT) surge como o diferencial , pois 
através da IoT somos capazes de manter uma conexão de forma remota a vários sensores nos 
quais tenhamos acesso . Existem setores que fazem bastante uso dessa tecnologia que são os 
setores de segurança e sustentabilidade, porém nem todos os recursos utilizados são 
automatizados de forma extremamente inteligente , fazendo com que haja erros nos processos 
aplicados tais como o uso irracional de água num sistema de irrigação por temporizador, um 
sistema de alarmes de presença controlados via linha telefônica e acionado por controles , 
alem de um sistema de iluminação residencial que não trabalha em conjunto com o sistema de 
alerta via protocolo web. 
O objetivo do presente trabalho é trazer soluções tecnológicas com o uso de tecnologias 
emergentes, fazendo com que possa corrigir alguns erros , melhorando o funcionamento e a 
eficácia das problemáticas citadas acima , buscando a consolidação da automação de forma 
mais inteligente. 
 
Palavras-chave: IoT. Alexa. Automação residencial. Industria de automação. 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
Automation is a process that was created as a facilitator in large and small activities of our 
daily life, being of a professional nature as in industries for example, simply in domestic tasks 
such as connecting electrical devices, lighting lamps and etc. In our current situation, an 
automation and artificial intelligence process well known to the population is Alexa, a voice 
command system in which it allows us to have full access to the functioning of the automation 
technology present in our homes. 
Within the automation industry, the internet of things (IoT) emerges as the differential, 
because through IoT we are able to maintain a remote connection to several sensors to which 
we have access. There are sectors that make a lot of use of this technology, which are the 
security and sustainability sectors, but not all the resources used are automated in an 
extremely intelligent way, causing errors in the competent processes such as the irrational use 
of water in a timer irrigation system. , a system of presence alarms controlled via telephone 
line and activated by controls, in addition to a residential lighting system that does not work 
together with the alert system via web protocol. 
The objective of this work is to bring technological solutions with the use of emerging 
technologies, making it possible to correct some errors, improve the functioning and 
effectiveness of those mentioned above, seeking to consolidate automation in a more 
intelligent way. 
 
Keywords: IoT. Alexa. Home automation. Automation industry. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
INTRODUÇÃO....................................................................................................................................6 
 
1.1 Sistema de Irrigação ....................................................................................................................6 
1.2 Alarme de presença com sensor infravermelho...........................................................................6 
 1.3 Sistema de segurança para garagens residenciais.........................................................................7 
 
 
 
DESENVOLVIMENTO ....................................................................................................................... 8 
2.1 Sistema de Irrigação – Esp-32........................................................................................................ 8 
 2.2 Alarme de presença com sensor infravermelho – Arduino Mega ................................................ 8 
 2.3 Sistema de segurança para garagens residenciais - ARM Esp8266-01.......................................10 
 
 
CONCLUSÃO.......................................................................................................................................11 
 3.1 Sistema de Irrigação .....................................................................................................................11 
 3.2 Alarme de presença com sensor infravermelho ..........................................................................11 
 3.3 Sistema de segurança para garagens residenciais........................................................................11 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.......................................................................................12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 1 INTRODUÇÃO 
 
 1.1 Sistema de irrigação 
 
 A agricultura irrigada é uma prática muito comum no setor industrial, é um sistema 
muito eficaz quando falamos em automação, porém , assim como muitos processos 
automatizados possuem algumas deficiências cujo o prejuízo é aparente em algumas áreas 
do nosso dia a dia. 
 Segundo uma matéria escrita por Lucas Pordeus León da Radioagência Nacional, o 
sistema de irrigação gasta mais da metade do consumo de água retirado do meio ambiente 
, que em números fica uma média de 52% , cerca de 2 milhões de litros por segundo.Com 
todo esse gasto de água , reflete-se que alguns sistemas de irrigação não são altamente 
sustentáveis . 
 A situação se torna mais grave quando falamos em números mundiais. Segundo a 
FAO (Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura), 70% de toda a 
água consumida no mundo é usada na irrigação das lavouras, na pecuária e na 
aquicultura. A indústria responde pelo consumo de quase 20% e as residências, 12%. No 
Brasil, um dos maiores protagonistas nessa indústria, e que consome 20% de todo o 
agrotóxico do mundo só pra suprir essas demandas, usa 72% da água só pra agropecuária. 
 
 1.2 Alarme de presença com sensor infravermelho 
 
 Alguns estabelecimentos possuem sistemas de alarme de presença baseados em 
linhas telefônicas , esse método é ineficaz haja visto que se houver algum dano na fiação 
ou na operadora de telefonia o seu sistema não emitirá o alerta de invasão via chamada , 
além do seu acionamento ser feito via controle remoto. 
 Um dos agravantes nesse sistema é a forma fácil dele ser burlado, no Brasil a 
maioria das empresas de linha telefônica usam fiações vindas das centrais nos postes, isso 
faz com que qualquer pessoa tenha acesso a esse mecanismo e possa danificar de forma 
proposital, fazendo com que haja um grande facilitador na invasão dos estabelecimentos, 
pois não haverá alerta de chamada através do telefone. 
 O sensor de infravermelho funciona como sensores passivos, que capturam os 
movimentos através do calor , esse sensor é vulnerável quando qualquer invasor utiliza 
um simplesescudo térmico à frente do sensor enquanto o alarme estiver desarmado, ou até 
mesmo adentrar ao local com uma manta térmica sobre o corpo, possibilita que o 
indivíduo circule pelo local sem acionar o alarme. 
 
1.3 Sistema de segurança para garagens residenciais 
 
 Atualmente é bastante comum assistirmos noticiários sobre assaltos a veículos tanto 
na chegada quanto na saída das residências. No dia 17/05/2021 em campo grande capital 
do Mato Grosso do Sul, houve uma ocorrência dessa magnitude , segundo a versão do 
jovem à polícia, quando ele parou o veículo para entrar na garagem de casa, foi rendido por 
três assaltantes que o obrigaram a sair do automóvel. Ele foi ainda agredido na cabeça com 
coronhada. (G1.globo.com). 
 Tendo em vista esse caso e outros inúmeros que ocorrem todos os dias, é essencial 
que todo proprietário possua um sistema de segurança robusto , capaz de tanto prevenir os 
assaltos , quando alertar as outras residências sobre o perigo que ronda a região. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 DESENVOLVIMENTO 
 
2.1 Sistema de irrigação – Esp32 
 
 A ideia central tem inspiração do cultivo por hidroponia , a diferença é que será 
utilizado os mesmos recursos de irrigação e medição de níveis do pH, temperatura do solo , e 
o níveis de soluções dos nutrientes através de um sensor ultrassom e condutividade, o 
microcontrolador utilizaremos o esp32 em contato com os sensores citados, o objetivo 
principal desse projeto é fazer com que todas as leituras sejam feitas de forma remota via web 
através de uma conexão wi-fi, fazendo com que o acionamento da irrigação só seja feita 
somente quando necessário , fazendo com que haja uma economia de até 75% de água e 
soluções nutrientes . 
 Como atuadores no projetos utilizaremos eletrobombas, eletrovalvulas e aquecedores, 
todas ligadas a um relé de com tensão de operação 5vcc com até 8 canais , controlados por 
uma carga de 220 volts. 
 O papel do microcontrolador ESP 32 junto a uma aplicação web tais como o protocolo 
MQTT, sigla de Message Queuing Telemetry Transport, é um protocolo de mensagens leve 
para sensores e pequenos dispositivos móveis otimizado para redes TCP/IP. . O esquema de 
troca de mensagens é fundamentado no modelo Publicador-Subscritor, extremamente simples 
e leve, faz com que um alerta seja emitido no smartphone ou qualquer aparelho com acesso a 
internet, mostrando que existe uma necessidade de irrigação em determinadas plantações, 
podemos assim criar cultivos específicos nas quais um necessita mais de água e soluções 
nutrientes do que outros , fazendo assim um controle maior evitando a contaminação de outras 
plantações que naquele exato momento não necessita ser irrigado. 
 
2.2 Alarme de presença com sensor infravermelho - Arduino Mega 
 
 Visando um baixo custo no projeto , podemos elaborar um sistema eficaz e seguro 
utilizando uma placa Arduino Mega por exemplo, utilizaremos sensores de presença 
controladas por ondas de calor em movimento, o seu software pode ser feito através de um 
aplicativo chamado Blink , nesse aplicativo existe uma conexão segura entre 
microcontrolador e o dispositivo móvel , a sua funcionalidade é acionar e desligar o sistema 
de alarme, emitir alerta de sirene quando necessário e receber alerta de movimentação interna 
através de um protoloco web criado no próprio aplicativo aumentando a segurança do local e 
a agilidade no processo preventivo, reduzindo erros de disparos involuntários. 
 Toda vez que um movimento é detectado pelo sensor, uma mensagem fornecida pelo 
aplicativo Blynk é enviada para um smartphone. 
 Na instalação da estrutura , utilizaremos módulos relés de 5 a 8 canais ligados a uma 
tensão baixa de 110volts, sensores de presença infravermelho e microondas e como atuador 
utilizaremos sirenes de alerta. 
 Quanto aos sensores, podem ser adicionados como complemento ou em substituição os 
modelos que captam o movimento por microondas (ondas de alta frequência que captam o 
movimento como um radar), além da função anti máscara (limita o bloqueio do sensor). Estes 
sensores captam os movimentos através do efeito Doppler. Ou seja, o dispositivo emite as 
micro-ondas e o objeto que está em movimento as reflete. 
 Assim, o sensor micro-ondas é composto por três componentes: um emissor, um 
receptor e um circuito de análise e detecção que analisa os sinais refletidos. Esses sensores 
possuem um valor mais elevado, mas viável e eficaz para a prevenção contra sabotagem no 
sistema de segurança. 
 
2.3 Sistema de segurança para garagens residenciais- ARM Esp8266-01 
 
 
 Para buscar reduzir o índice de roubos de veículos em frente as residências , é de grande 
utilidade a criação de um projeto de segurança, onde haja uma interação imediata entre 
sensores de presença, câmeras de segurança em nuvem e um alarme de alerta para inibir toda 
ação dos bandidos. 
 Para uma ideia central, utilizaremos o módulo Ov7670 com microcontrolador ARM 
Esp8266-01 
 Ov7670 é um módulo de câmera paralela de 8 bits com sensor CMOS capaz de gerar 
imagens na resolução VGA (640×480) a 30 fps (frames por segundo). Diferente das câmeras 
comuns de vídeo composto, este módulo oferece uma boa interface de comunicação, pois 
disponibiliza através de seus pinos, todos os sinais de sincronismo. 
 Em conjunto utilizaremos também vários sensores de presença de preferências 
microondas RCWL-0516 para detectar movimentos mais precisos, refletores de leds para que 
haja uma melhor iluminação da porta da garagem, módulos relés 5V de 8 canais , ligados a 
uma tensão de 110 ou 220volts a depender to tamanho da estrutura montada, e um sistema de 
alerta utilizando uma sirene para alarme de 12V. 
 Utilizaremos também protocolos web para recebermos alertas via smartphone. 
 A ideia do projeto é simples e possui um baixo custo de investimento. O proprietário do 
veículo terá em tempo real todo alerta de movimento aos redores da sua residência , através de 
uma alerta emitido via protocolo MQTT , enviando pela internet todos os dados dos sensores 
instalados no projeto. Ao emitir os alertas, o motorista poderá acionar imagens de segurança 
da rua e da garagem em tempo real através do acesso a nuvem pelo módulo Ov7670-FIFO , 
podendo assim verificar a real situação de perigo que ronda a sua residência, confirmando as 
suspeitas, pelo próprio smartphone , o cidadão pode acionar a sirene de alerta, fazendo com 
que o meliante se disperse do local e assim poderá chegar em casa com mais segurança 
acionando também a abertura da porta da garagem de forma automatizada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 CONCLUSÃO 
 
 
3.1 Sistema de irrigação 
 Apresentado o projeto de irrigação , baseado no sistema de hidroponia, percebe-se que 
o seu objetivo alem do processo de automação mais inteligente, é tornar a vida de um 
agricultor ou até mesmo de uma plantação residencial mais sustentável. O baixo consumo do 
uso de água e nutrientes na irrigação por acionamento inteligente , contribui também para a 
preservação da água na própria natureza, além da economia de energia que reduz o alto gasto 
no processo de cultivo, podendo assim com essa economia , investir ainda mais nas 
plantações sobretudo buscando o aumento da produção e ganhos monetários. 
 
3.2 Alarme de presença com sensor infravermelho 
 
 Mediante a melhorias feitas no projeto de alarme de presença, a busca sempre foi pela 
redução de erros recorrentes nesse sistema utilizado por diversos estabelecimentos comerciais 
em especial, entretanto , o objetivo foi alcançado , pois com as melhorias feitas percebemos 
que o nível de segurança elevou a um patamar consideravelmente alto, haja visto que o antigosistema de segurança possuía falhas importantes, fazendo com que os proprietários se sintam 
mas seguro mediante aos erros de alarme falso e a facilidade em burlar o sistema através do 
corte de fios de telefonia e a necessidade do acionamento ser feito somente via controle 
remoto. 
 
3.3 Sistema de segurança para garagens residenciais 
 
 Quando falamos em segurança pública e privada, o roubo a carros vem tomando um 
destaque absurdo em meio as mídias jornalísticas e ocorrências policiais, por tanto a criação 
do projeto buscou solucionar parte desses problemas ao menos de cunho segurança 
residencial. O sistema de segurança integrada a câmeras , sirenes e sensores são perfeitos para 
prevenção de assaltos na chegada e saídas de uma garagem. O projeto buscou melhorar alguns 
sistemas existentes no mercado fazendo com que ele se tornasse mais robusto e eficiente , 
dando assim confiabilidade por parte dos proprietários que se propuserem a inserir esse 
projeto de segurança e automação no seu dia a dia . 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
 
O USO DE SENSORES PARA O MONITORAMENTO DE HORTAS HIDROPONICAS : 
14 nov.2020. Disponível em : https://eletronjun.com.br/2020/11/14/o-uso-de-sensores-para-o-
monitoramento-de-hortas-hidroponicas/ Acesso em 18/05/2021 
 
8 MOTIVOS PARA TORNAR A SUA IRRIGAÇÃO INTELIGENTE : Agrosmart , 
Disponivel em : https://agrosmart.com.br/blog/8-motivos-para-voce-tornar-sua-irrigacao-
inteligente/ Acesso em 20/05/2021 
 
SABOTAGEM NOS SENSORES INFRAVERMELHOS DE ALARME : 18 fev. 2020 . 
Disponivel em : https://www.forseguranca.com.br/noticias/sabotagens-nos-sensores-infravermelhos-
de-alarme/ Acesso em 20/05/2021 
 
DICAS DE SEGURANÇA. COMO SE PROTEGER AO SAIR E CHEGAR EM CASA?: 
Bairro seguro. 15 de mar 2018. Disponível em : https://blog.bairroseguro.com/dicas-de-
seguranca-como-se-proteger-ao-sair-e-chegar-em-casa/ Acesso em 19/05/2021 
 
IOT : SENSOR DE MOVIMENTO COM NODEMCU E BLINK : 03 dez. 2016. Disponível 
em : https://mjrobot.org/2016/12/03/iot-sensor-de-movimento-com-o-nodemcu-e-blynk/ 
Acesso em 27/05/2021 
 
SENSORES E ATUADORES IOT : Disponível em : https://www.embarcados.com.br/sensores-e-
atuadores-iot/ Acesso em 25/05/2021 
 
 
COMO AUTOMAÇÃO DA NUVEM OTIMIZA A TI DE UMA EMPRESA: Disponível em 
: https://blog.centralserver.com.br/como-automacao-da-nuvem-otimiza-ti-de-uma-empresa/ 
Acesso em 23/05/2021 
 
RAPAZ RENDIDO POR BANDIDOS EM MATO GROSSO DO SUL: 18 de mai 2021. 
Disponível em : https://g1.globo.com/ms/mato-grosso-do-sul/ Acesso em 19/05/2021 
https://eletronjun.com.br/2020/11/14/o-uso-de-sensores-para-o-monitoramento-de-hortas-hidroponicas/
https://eletronjun.com.br/2020/11/14/o-uso-de-sensores-para-o-monitoramento-de-hortas-hidroponicas/
https://agrosmart.com.br/blog/8-motivos-para-voce-tornar-sua-irrigacao-inteligente/
https://agrosmart.com.br/blog/8-motivos-para-voce-tornar-sua-irrigacao-inteligente/
https://www.forseguranca.com.br/noticias/sabotagens-nos-sensores-infravermelhos-de-alarme/
https://www.forseguranca.com.br/noticias/sabotagens-nos-sensores-infravermelhos-de-alarme/
https://blog.bairroseguro.com/dicas-de-seguranca-como-se-proteger-ao-sair-e-chegar-em-casa/
https://blog.bairroseguro.com/dicas-de-seguranca-como-se-proteger-ao-sair-e-chegar-em-casa/
https://mjrobot.org/2016/12/03/iot-sensor-de-movimento-com-o-nodemcu-e-blynk/
https://www.embarcados.com.br/sensores-e-atuadores-iot/
https://www.embarcados.com.br/sensores-e-atuadores-iot/
https://blog.centralserver.com.br/como-automacao-da-nuvem-otimiza-ti-de-uma-empresa/
https://g1.globo.com/ms/mato-grosso-do-sul/