Desenvolvimento de sistema automatizado de monitoramento de ambientes de produção animal, utilizando uma rede de sensores sem fio

As redes de sensores sem fio, aplicadas à automação do controle de ambientes representam um paradigma emergente da computação, onde múltiplos nós providos de sensores, sistemas computacionais autônomos e capacidade de comunicação sem fio, conformam uma rede cuja topologia altamente dinâmica permite adquirir informações sobre sistemas complexos sendo monitorados. Um dos fatores essenciais para obter um ganho na produtividade avícola é o controle da ambiência animal. Atualmente os métodos utilizados para o monitoramento e controle ambiental não podem considerar a grande quantidade de microambientes internos nos ambientes de produção animal e também requerem infraestruturas cabeadas complexas. Dentro desse contexto o objetivo deste trabalho foi desenvolver e testar um sistema automatizado de controle ambiental, através da utilização de sensores sem fio, que auxilie e proporcione maior segurança no controle de ambientes automatizados. O sistema monitora variáveis que influenciam na produtividade de aves, tais como temperatura e umidade e outras variáveis físico-químicas do aviário. A infraestrutura desenvolvida foi testada em um aviário experimental e resultou em um sistema seguro e com grande escalabilidade, que é capaz de controlar e monitorar o ambiente e ainda coletar e gravar dados. Foi utilizado o protocolo ZigBee® para gerenciar o fluxo de dados do sistema. Foram feitas análises da eficiência de comunicação do sistema no aviário, monitorando os pacotes de dados perdidos. Os testes demonstraram uma perda de dados de aproximadamente 2% dos pacotes enviados, demonstrando a eficiência das redes ZigBee® para gerenciar o fluxo de dados no interior do aviário. Desta forma, pode-se concluir que é possível e viável a implantação de uma rede ZigBee®, para automatizar ambientes de produção animal com coleta de dados em tempo real, utilizando um sistema integrado via internet, que compreende: instrumentação eletrônica, comunicação sem fio e engenharia de software\".

Sistema para monitoramento e análise de paisagens acústicas submarinas.

O Monitoramento Acústico Passivo (PAM) submarino refere-se ao uso de sistemas de escuta e gravação subaquática, com o intuito de detectar, monitorar e identificar fontes sonoras através das ondas de pressão que elas produzem. Se diz que é passivo já que tais sistemas unicamente ouvem, sem perturbam o meio ambiente acústico existente, diferentemente de ativos, como os sonares. O PAM submarino tem diversas áreas de aplicação, como em sistemas de vigilância militar, seguridade portuária, monitoramento ambiental, desenvolvimento de índices de densidade populacional de espécies, identificação de espécies, etc. Tecnologia nacional nesta área é praticamente inexistente apesar da sua importância. Neste contexto, o presente trabalho visa contribuir com o desenvolvimento de tecnologia nacional no tema através da concepção, construção e operação de equipamento autônomo de PAM e de métodos de processamento de sinais para detecção automatizada de eventos acústicos submarinos. Foi desenvolvido um equipamento, nomeado OceanPod, que possui características como baixo custo de fabrica¸c~ao, flexibilidade e facilidade de configuração e uso, voltado para a pesquisa científica, industrial e para controle ambiental. Vários protótipos desse equipamento foram construídos e utilizados em missões no mar. Essas jornadas de monitoramento permitiram iniciar a criação de um banco de dados acústico, o qual permitiu fornecer a matéria prima para o teste de detectores de eventos acústicos automatizados e em tempo real. Adicionalmente também é proposto um novo método de detecção-identificação de eventos acústicos, baseado em análise estatística da representação tempo-frequência dos sinais acústicos. Este novo método foi testado na detecção de cetáceos, presentes no banco de dados gerado pelas missões de monitoramento.

O monitoramento domiciliar das condições crônicas e a tomada de decisão por idosos diabéticos e hipertensos

Introdução: A prevalência de doenças crônicas, sobretudo na população idosa, nos coloca diante da necessidade de modelos longitudinais de cuidado. Atualmente os sujeitos estão sendo cada vez mais responsabilizados pelo gerenciamento de sua saúde através do uso de dispositivos de monitoramento, tais como o glicosímetro e o aferidor de pressão arterial. Esta nova realidade culmina na tomada de decisão no próprio domicílio. Objetivos: Identificar a tomada de decisão de idosos no monitoramento domiciliar das condições crônicas; identificar se as variáveis: sexo, escolaridade e renda influenciam a tomada de decisão; identificar a percepção dos idosos quanto às ações de cuidado no domicílio; identificar as dificuldades e estratégias no manuseio dos dispositivos de monitoramento. Materiais e métodos: Estudo quantitativo, exploratório e transversal. Casuística: 150 sujeitos com 60 anos de idade ou mais, sem comprometimento cognitivo, sem depressão e que façam uso do glicosímetro e/ou do aferidor de pressão arterial no domicílio. Instrumentos para seleção dos participantes: (1) Mini Exame do Estado Mental; (2) Escala de Depressão Geriátrica e (3) Escala de Atividades Instrumentais de Vida Diária de Lawton e Brody; Coleta de dados: realizada na cidade de Ribeirão Preto - SP entre setembro de 2014 e outubro de 2015. Instrumentos: (1) Questionário Socioeconômico; (2) Questionário sobre a tomada de decisão no monitoramento da saúde no domicílio (3) Classificação do uso de dispositivos eletrônicos voltados aos cuidados à saúde. Análise dos dados: Realizada estatística descritiva e quantificações absolutas e percentuais para identificar a relação entre tomada de decisão de acordo com o sexo, escolaridade e renda. Resultados: Participaram 150 idosos, sendo 117 mulheres e 33 homens, com média de idade de 72 anos. Destes, 113 são hipertensos e 62 são diabéticos. Quanto à tomada de decisão imediata, tanto os que fazem uso do aferidor de pressão arterial (n=128) quanto do glicosímetro (n=62) referem em sua maioria procurar ajuda médica, seguida da administração do medicamento prescrito e opções alternativas de tratamento. Em médio prazo destaca-se a procura por ajuda profissional para a maioria dos idosos em ambos os grupos. Foi notada pequena diferença na tomada de decisão com relação ao sexo. Quanto à escolaridade, os idosos com mais anos de estudos tendem a procurar mais pelo serviço de saúde se comparado aos idosos de menor escolaridade. A renda não mostrou influencia entre os usuários do glicosímetro. Já entre os usuários do aferidor de pressão arterial, idosos de maior renda tendem a procurar mais pelo serviço de saúde. A maioria dos participantes se refere ao monitoramento domiciliar da saúde de maneira positiva, principalmente pela praticidade em não sair de casa, obtenção rápida de resultados e possibilidade de controle contínuo da doença. As principais dificuldades no manuseio do glicosímetro estão relacionadas ao uso da lanceta e fita reagente, seguida da checagem dos resultados armazenados. Já as dificuldades no uso do aferidor de pressão arterial estão relacionadas a conferir o resultado após cada medida e ao posicionamento correto do corpo durante o monitoramento. Em ambos os grupos as estratégias utilizadas são pedir o auxílio de terceiros e tentativa e erro. Conclusão: Os idosos tem se mostrado favoráveis às ações de monitoramento domiciliar da saúde. De maneira geral, de imediato decidem por ações dentro do próprio domicílio para o controle dos sintomas e isto reforça a necessidade do investimento em informação de qualidade e educação em saúde para que o gerenciamento domiciliar possa vir a ser uma vertente do cuidado integral no tratamento das condições crônicas.

Gráfico de controle para monitoramento da razão da demanda e mão de obra em retaguarda de serviços no setor bancário.

O monitoramento da razão Z de duas variáveis através de gráfico de controle tem sido um tema recentemente explorado na literatura. Para analisar mais o assunto, o estudo avalia a eficiência e viabilidade de aplicação dessa ferramenta como suporte na tomada de decisão para gerenciamento de capacidade de mão de obra de retaguarda (doravante mencionado como Backoffice) de serviço de empresa do setor bancário. Tradicionalmente, gráficos de controle tem sido utilizados para monitorar o processo produtivo de manufaturas, mas recentemente tem sido adotado para monitoramento de alguns serviços. Apesar de ainda seguir muitos conceitos pioneiros na manufatura, a atividade do setor de serviços apresenta suas particularidades como, por exemplo, a impossibilidade de gerar estoque. Assim, a necessidade de adequar seus recursos à demanda torna-se essencial, sendo fundamental a gestão de controles e sua urgência para que possa reagir rapidamente em caso de variação de demanda e adequar sua capacidade. Em um cenário de restrição de recursos, planejar é crucial para evitar desperdícios e garantir eficiência. O objetivo deste estudo é apresentar o gráfico de controle como ferramenta para monitorar a razão de duas variáveis aleatórias: a demanda e a mão de obra em Backoffice de serviço em um banco. Nesse trabalho, gráfico de controle de Shewhart tradicional e gráfico de controle de Shewhart com regras suplementares são analisados e os resultados obtidos confirmam a possibilidade de utilização da ferramenta de gráficos de controle para o gerenciamento e adequação de mão de obra para atender a demanda. O monitoramento da razão (demanda/ mão de obra) ajudará o gestor a alocar adequadamente o time (mão de obra) de acordo com a demanda e a capacidade produtiva. Como contribuição, o estudo avalia o comportamento da razão Z = X/Y em situação de alta variabilidade da variável X e baixa variabilidade da variável Y .

Monitoramento da interação entre rizobactéria RZ2MS16 (Burkholderia ambifaria) promotora de crescimento e bioinoculantes comerciais aplicados nas culturas de soja e milho

As culturas da soja e milho são de grande importância econômica mundial e também para o Brasil, onde a área cultivada com essas duas culturas está estimada em 45.855.900 mil hectares, distribuídas em todos estados produtores conforme suas características. A estimativa da safra mundial de soja em 2015/16 apresentou uma redução na produção global da oleaginosa para 319,0 milhões de ton, volume 1,1 milhão de ton inferior ao levantamento de dezembro de 2015. Ainda assim, trata-se de um volume recorde. Para o milho, a produção global foi de 967,9 milhões de ton, com uma redução no volume de 5,9 milhões de ton em relação ao levantamento realizado em dezembro de 2015. Nessas duas culturas são comumente utilizadas bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN), reduzindo ou até mesmo, eliminando a aplicação de adubos nitrogenados. Estudos apontam que a simbiose entre BFN e as culturas soja e milho pode ser otimizada mediante a coinoculação com rizobatérias promotoras de crescimento de plantas (RPCP). Apesar de promissora, o estudo da utilização de BFN em associação com RPCPs é incipiente no Brasil. Assim, o presente trabalho teve como objetivo monitorar, a partir da marcação bacteriana, a interação entre a linhagem de Burkholderia ambifaria (RZ2MS16), uma rizobactéria proveniente do guaranazeiro e previamente descrita como promotora de crescimento em soja e milho e linhagens das espécies Bradyrhizobium japonicum (SEMIA5079), Bradyrhizobium diazoefficiens (SEMIA5080) e Azospirillum brasilense (Ab-v5 e Ab-v6) que são comercialmente utilizadas como bioinoculantes nessas culturas respectivamente. Os efeitos sinergisticos da interação entre RZ2MS16 e bioinoculantes comercias foram avaliados em experimento de casa de vegetação. Também foi avaliado o efeito da coinoculação de bioinculantes com outra rizobactéria proveniente do guaranazeiro, Bacillus sp. (RZ2MS9). As linhagens foram inoculadas separadamente e coinoculadas, sendo melhores resultados observados com a coinoculação das linhagens. As linhagens marcadas com genes de fluorescência selecionadas para estudo de interação foram RZ2MS16, Ab-v5 e SEMIA5080, sendo essa interação observada por microscopia de fluorescência, com também pelo reisolamento das linhagens marcadas. As linhagens RZ2MS16:pNKGFP e Ab-v5: pWM1013 e SEMIA5080:pWM1013 colonizaram todos os nichos avaliados em milho e soja, respectivamente, sendo também caracterizadas como endofíticos. Assim se observa que estudos desta natureza são de grande importância para um melhor entendimento da interação entre bactéria planta e o efeito da coinoculação no melhor desenvolvimento de plantas comercialmente utilizadas.

Aplicação da tecnologia eletroquímica para a remoção e monitoramento de metais pesados em efluentes aquosos

Heavy metals are present in industrial waste. These metals can generate a large environmental impact contaminating water, soil and plants. The chemical action of heavy metals has attracted environmental interest. In this context, this study aimed to test t he performance of electrochemical technologies for removing and quantifying heavy metals. First ly , the electroanalytical technique of stripping voltammetry with glassy carbon electrode (GC) was standardized in order to use this method for the quantificatio n of metals during their removal by electrocoagulation process (EC). A nalytical curves were evaluated to obtain reliability of the determin ation and quantification of Cd 2+ and Pb 2+ separately or in a mixture. Meanwhile , EC process was developed using an el ectrochemical cell in a continuous flow (EFC) for removing Pb 2+ and Cd 2+ . The se experiments were performed using Al parallel plates with 10 cm of diameter (  63.5 cm 2 ) . The optimization of conditions for removing Pb 2+ and Cd 2+ , dissolved in 2 L of solution at 151 L h - 1 , were studied by applying different values of current for 30 min. Cd 2+ and Pb 2+ concentrations were monitored during electrolysis using stripping voltammetry. The results showed that the removal of Pb 2 + was effective when the EC pro cess is used, obtaining removals of 98% in 30 min. This behavior is dependent on the applied current, which implies an increase in power consumption. From the results also verified that the stripping voltammetry technique is quite reliable deter mining Pb 2+ concentration , when compared with the measurements obtained by atomic absorption method (AA). In view of this, t he second objective of this study was to evaluate the removal of Cd 2+ and Pb 2+ (mixture solution) by EC . Removal efficiency increasing current was confirmed when 93% and 100% of Cd 2+ and Pb 2+ was removed after 30 min . The increase in the current promotes the oxidation of sacrificial electrodes, and consequently increased amount of coagulant, which influences the removal of heavy metals in solution. Adsortive voltammetry is a fast, reliable, economical and simple way to determine Cd 2+ and Pb 2+ during their removal. I t is more economical than those normally used, which require the use of toxic and expensive reagents. Our results demonstrated the potential use of electroanalytical techniques to monitor the course of environmental interventions. Thus, the application of the two techniques associated can be a reliable way to monitor environmental impacts due to the pollution of aquatic ecosystems by heavy metals.

Sistema mecatrônico de tempo real para monitoramento da qualidade da água embarcado em veleiro robótico autônomo

We propose a mechatronic system for monitoring water quality in rivers, lakes, dams and sea, able to perform the acquisition, processing and presentation of data via the web in real time, in order to facilitate analysis quickly and needs by interested communities. The hardware architecture and software monitoring system has been developed so that it can be generic, that is, supporting different applications. Nevertheless, as a validation of the proposed system, we built a prototype that operates embarked on an autonomous robotic sailboat, a responsible platform for collecting the data in multiple predefined points from a ground station with a planning system navigation. This final application combines the advantages of autonomy of a robotic sailboat with the need for fast and accurate monitoring of water quality, in addition to the use of an autonomous robotic sailboat unmanned facilitate the development of other research in this area.

Fuzzy angel: uma arquitetura distribuída de telemedicina para monitoramento de pacientes com esclerose lateral amiotrófica

The Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease characterized by progressive muscle weakness that leads the patient to death, usually due to respiratory complications. Thus, as the disease progresses the patient will require noninvasive ventilation (NIV) and constant monitoring. This paper presents a distributed architecture for homecare monitoring of nocturnal NIV in patients with ALS. The implementation of this architecture used single board computers and mobile devices placed in patient’s homes, to display alert messages for caregivers and a web server for remote monitoring by the healthcare staff. The architecture used a software based on fuzzy logic and computer vision to capture data from a mechanical ventilator screen and generate alert messages with instructions for caregivers. The monitoring was performed on 29 patients for 7 con-tinuous hours daily during 5 days generating a total of 126000 samples for each variable monitored at a sampling rate of one sample per second. The system was evaluated regarding the rate of hits for character recognition and its correction through an algorithm for the detection and correction of errors. Furthermore, a healthcare team evaluated regarding the time intervals at which the alert messages were generated and the correctness of such messages. Thus, the system showed an average hit rate of 98.72%, and in the worst case 98.39%. As for the message to be generated, the system also agreed 100% to the overall assessment, and there was disagreement in only 2 cases with one of the physician evaluators.

Fuzzy angel: uma arquitetura distribuída de telemedicina para monitoramento de pacientes com esclerose lateral amiotrófica

The Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease characterized by progressive muscle weakness that leads the patient to death, usually due to respiratory complications. Thus, as the disease progresses the patient will require noninvasive ventilation (NIV) and constant monitoring. This paper presents a distributed architecture for homecare monitoring of nocturnal NIV in patients with ALS. The implementation of this architecture used single board computers and mobile devices placed in patient’s homes, to display alert messages for caregivers and a web server for remote monitoring by the healthcare staff. The architecture used a software based on fuzzy logic and computer vision to capture data from a mechanical ventilator screen and generate alert messages with instructions for caregivers. The monitoring was performed on 29 patients for 7 con-tinuous hours daily during 5 days generating a total of 126000 samples for each variable monitored at a sampling rate of one sample per second. The system was evaluated regarding the rate of hits for character recognition and its correction through an algorithm for the detection and correction of errors. Furthermore, a healthcare team evaluated regarding the time intervals at which the alert messages were generated and the correctness of such messages. Thus, the system showed an average hit rate of 98.72%, and in the worst case 98.39%. As for the message to be generated, the system also agreed 100% to the overall assessment, and there was disagreement in only 2 cases with one of the physician evaluators.

Extensões na arquitetura SDN para o provisionamento de QoS através do monitoramento e uso de múltiplos caminhos

The substantial increase in the number of applications offered through the computer networks, as well as in the volume of traffic forwarded through the network, have hampered to assure adequate service level to users. The Quality of Service (QoS) offer, honoring specified parameters in Service Level Agreements (SLA), established between the service providers and their clients, composes a traditional and extensive computer networks’ research area. Several schemes proposals for the provision of QoS were presented in the last three decades, but the acting scope of these proposals is always limited due to some factors, including the limited development of the network hardware and software, generally belonging to a single manufacturer. The advent of Software Defined Networking (SDN), along with the maturation of its main materialization, the OpenFlow protocol, allowed the decoupling between network hardware and software, through an architecture which provides a control plane and a data plane. This eases the computer networks scenario, allowing that new abstractions are applied in the hardware composing the data plane, through the development of new software pieces which are executed in the control plane. This dissertation investigates the QoS offer through the use and extension of the SDN architecture. Based on the proposal of two new modules, one to perform the data plane monitoring, SDNMon, and the second, MP-ROUTING, developed to determine the use of multiple paths in the forwarding of data referring to a flow, we demonstrated in this work that some QoS metrics specified in the SLAs, such as bandwidth, can be honored. Both modules were implemented and evaluated through a prototype. The evaluation results referring to several aspects of both proposed modules are presented in this dissertation, showing the obtained accuracy of the monitoring module SDNMon and the QoS gains due to the utilization of multiple paths defined by the MP-Routing, when forwarding data flow through the SDN.

Serious Game no tratamento de obesidade infantil: uma proposta de interação natural com monitoramento remoto

The number of overweight people has increased in the last few years. Factors such as attention to diet and changes in lifestyle are crucial in the prevention and control of obesity and diseases related to it. Experts believe that such actions are most effective when initiated during childhood, and that children raised in an environment that encourages physical activity ultimately become healthier adults. However, to arouse and maintain interest in such activities represent a major challenge, which are initially perceived as repetitive and boring, and, thus, soon abandoned. Computer games, traditionally seen as stimulants to a sedentary lifestyle are changing this perception using non-conventional controls that require constant movement of the player. Applications that combine the playfulness of such games to physical activity through devices, like Microsoft Kinect, might become interesting tools in this scenario, by using the familiarity of Natural User Interfaces along with the challenge and the fun of video games, in order to make attractive exercise routines for schoolchildren. The project carried out consists of an exergame composed of several activities designed and implemented with the participation of a Physical Educator, aimed at children between eight and ten years old, whose performance and progress can be remotely monitored by a professional via web interface. The application arising from this work was accompanied by tests with a group of graduating Physical Education students from the University of Rio Verde GO, and subsequently validated through questionnaires whose results are shown on this work.

Pesquisa, desenvolvimento e caracterizacao de materiais dosimetricos para monitoramento em processos de irradiacao com doses altas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da distribuição de metais em água, sedimento e organismos aquáticos de rios e reservatórios pertencentes à rede de monitoramento da qualidade dos sedimentos do estado de São Paulo, Brasil

Dissertação (Mestrado)