A transmissão de dados é de suma importância para a supervisão, pois sem essa, não seria possível a visualização de variáveis e análise das mesmas. Por este motivo, alguns trabalhos serão apresentados, mostrando onde a comunicação GPRS vêm sendo utilizada. O trabalho de Gruber (2007) é um exemplo, o qual desenvolveu um sistema de monitoramento remoto baseado em rede celular GSM/GPRS para o gerenciamento de desgaste de pastilha de freio e vibração da torre em aerogeradores. Este sistema é mostrado na Figura 2.2.
Figura 2.2 – Aplicação da comunicação GPRS em um sistema de gerenciamento de des- gaste de pastilha de freio e vibração da torre em aerogeradores
Fonte: Adaptado de Gruber (2007).
O monitoramento remoto utilizando comunicação GPRS, não só é utilizado em casos industriais, mas também na medicina. Em Vargas (2008) o protocolo GPRS é utilizado para transmitir os resultados do estado do coração em tempo real, através de um aparelho colocado junto ao paciente. Esse transmite as informações via GPRS a um servidor de uma clínica de saúde, onde por interface Web possibilita que um especialista acompanhe seus pacientes com facilidade.
A agricultura também tem utilizado comunicação remota, como o monitoramento de vídeo dos campos, para evitar roubos, ou até mesmo monitorar a área de plantação. Mas com o avanços, estudos como o trabalho de Long, Liu e Zhou (2011), desenvolve um sistema de irrigação remota baseado na tecnologia GPRS. Este estudo desenvolvido para a agricultura na China, verifica um modo de automatizar o processo de irrigação, para
assim, não só possibilitar o comando remoto, mas a verificação de dados e melhorar a qualidade da forma de irrigar. O método propõe a instalação de sensores sem fio para transmitir os dados de umidade e temperatura, com o sistema GPRS estes dados são dispostos em uma rede, para uma análise de diagramas e gráficos.
O trabalho pode ser muito importante para o nosso país, pois se verifica que nosso cenário tem uma presença muito grande da agricultura.
Em Abidin et al. (2015) é desenvolvido um sistema de aquisição de dados em tempo real com monitoramento remoto, muito similar ao trabalho antes apresentado, mas neste caso é para a verificação dos parâmetros que influenciam a operação de um equipamento elétrico como temperatura, umidade, tensão, corrente e até mesmo a condição do vento. Assim os dados são coletados por sensores que estão conectados a um microcontrolador e os dados são salvos em um cartão SD, e utilizando o serviço GPRS são atualizados em uma página Web, esse sistema possibilita ao usuário monitorar a condição dos dispositivos e as mudanças ambientais.
Percebe-se que a cada dia novos conceitos e utilizações são lançados, como na geração de energia fotovoltaica que o artigo de Tejwani, Kumarb e Solanki (2014) apre- senta; um modo de monitorar continuamente sistemas fotovoltaicos instalados em locais rurais. O monitoramento de forma remota fornece informações precisas e assim com in- formações antecipadas é possível verificar o desempenho do sistema, e se uma falha irá ocorrer. Então, com essas informações, é possível fazer manutenção preventiva. Diferente dos sistemas apresentados anteriormente esse utiliza a comunicação GSM (modem GSM), ou seja, o sistema é usado para comunicação de dados sem fio, por meio de um canal de voz (sinal analógico), neste sistema toda vez que uma requisição de dados é enviada a rede GSM realoca um novo endereço de IP.
O motivo da utilização de tecnologia GSM vem por seu custo-beneficio, por abran- ger uma grande rede sem fio, possibilitando a sua instalação em áreas rurais. Neste caso, também é bom mostrar que é utilizado o canal de voz GSM para a comunicação de dados, sob a forma de um sinal analógico entre transmissor e receptor. Assim, quando os dados são coletados uma ligação é feita com o número da central para a conversão dos dados analógicos em sinal desejado por uma unidade de processamento, por isso os dados podem ser verificados somente com ligações, uma parte do processo pode ser visto na Figura 2.3. Já o artigo de Santos et al. (2014), utiliza um sistema de monitoramento remoto para a mesma função, mas a principal diferença, é que neste caso foi utilizada a tecnologia de comunicação de celular GPRS, com um modem de comunicação GSM/GPRS, com este
modem conectado a um microcontrolador as informações de um medidor inteligente são
transmitidas em períodos específicos do dia, para a central de supervisão. Outra diferença do sistema anterior é a utilização de medidores inteligentes em residências, melhor falando em ambiente urbano.
Figura 2.3 – Aplicação de sistema com tecnologia GSM
Conversos de voz para sinal digital
Unidade de processamento de sinal Unidade de análise de dados Conversor de sinal digital em voz Unidade de processamento de sinais Gerador de comando Enviando mensagem para o usuário e/ou companhia Tomada de decisão Receber chamada na estação de serviço Enviando comando da estação de serviço
para o usuário final
Espera
A partir do alto falante do celular
Fonte: Adaptado de Tejwani, Kumarb e Solanki (2014).
uso da tecnologia de monitoramento remoto com o envio de dados por rede GPRS em caldeiras, tecnologia estudada e aplicada por Wu e Wang (2012), que combina as vanta- gem das tecnologias GPRS e GIS (Sistema de informação geográfica) para transmissão de dados remota. O sistema GIS possibilita que a operação da caldeira industrial seja mar- cada dinamicamente no mapa eletrônico, que em conjunto com as informações enviadas pela tecnologia combinada, possibilite verificar os parâmetros de operação detalhados. A aplicação tem como funções a segurança, evitar acidente, análise dos dados para melhor eficiência e diminuir consumo. Pelo diagrama apresentado a seguir é possível visualizar outros meios de comunicação como a tecnologia com fios RS-485 e RS-232, que é utili- zada para os hardwares de leitura de dados ao módulo GPRS. Esta comunicação também será usada na presente dissertação, por isso o destaque também ao uso desses meios em sistemas de monitoramento e supervisão industrial.
Um outro sistema em uma província no sul da China utiliza um método de su- pervisão para a retirada de água, o estudo de Wang et al. (2016), mostra um sistema de monitoramento remoto que já está em operação. Este adota GPRS para estabelecer a comunicação com o centro de monitoramento. Esse dispositivo coleta dados como a quantidade de água, enquanto coleta imagens que são propostas para melhorar as fun- ções gerais do sistema. O esquemático do sistema para supervisão de retirada de água e
Figura 2.4 – Esquemático de um sistema para supervisão de retirada de água e monito- ramento remoto
PC PC
PC ADSL Internet
Servidor banco de
dados Servidor Web
Rede GPRS Módulo GPRS Terminal de recolhimento de dados RS-485 Coletor de dados RS-485 Coletor de dados RS-485 Coletor de dados Coletor de dados sem fio Coletor de dados sem fio Módulo GPRS Terminal de recolhimento de dados RS-485 Coletor de dados RS-485 Coletor de dados Módulo GPRS Terminal de recolhimento de dados RS-485 Coletor de dados RS-485 Coletor de dados RS-485 Coletor de dados Coletor de dados sem fio Coletor de dados sem fio
Unidade 1 Unidade 2 Unidade 3
RS- 232 Coletor de dados sem fio RS- 232 RS- 232 RS- 485 RS- 485 RS- 485
Fonte: Adaptado de Wu e Wang (2012).
monitoramento remoto é mostrado na Figura 2.4.
O fluxo de dados é inicialmente coletado pelas medidas e câmeras que pela comu- nicação RS-485 são processados pela RTU e enviados para o módulo GPRS e enviados ao centro de monitoramento através da Internet. Este sistema é mostrado nas Figuras 2.5 e 2.6.
Figura 2.5 – Sistema RTU
Medidor de vazão
e câmera RTU Módulo GPRS
Rede GPRS/ Internet
Centro de Monitoramento
RS485
Fonte: Adaptado de Wu e Wang (2012).
A RTU mostrada na Figura 2.6 foi projetada de acordo com os princípios de confi- abilidade, economia, praticidade e expansibilidade. O hardware principal da RTU é uma unidade de controle principal (MCU) e os circuitos periféricos, como comunicação sem fio GPRS, e ligações seriais. O diagrama de blocos mostra a RTU que foi projetada para
esse sistema, mostrando um alto índice de confiabilidade e representando diversos meios de comunicação que estarão presentes na dissertação.
Figura 2.6 – Sistema de comunicação serial de MCU com módulo GPRS e rede RS-485
EEPROM MCU Circuito de botão LCD Digital I/O Comunicação Serial Módulo GPRS Cartão GSM Módulo de Potência Rede RS 485 Sensor Comunicação Serial
Sensor Sensor Sensor Câmera Sistema de alimentação externa
Internet
Fonte: Adaptado de Wu e Wang (2012).
2.3 PAGINAS WEB E APLICATIVOS MOBILE PARA MONITORAMENTO DE DA-