Sensores sem fio usando o ZigBee para diferentes aplicações

Desenvolvimento de uma Rede de

Sensores Sem Fio Utilizando ZigBee

para Aplicações Diversas

Trabalho de Conclusão de Curso

Engenharia da Computação

Aluno: Leandro Honorato de Souza Silva

Orientador: Prof. Sergio Campello Oliveira

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Universidade de Pernambuco

Escola Politécnica de Pernambuco

Graduação em Engenharia de Computação

Leandro Honorato de Souza Silva

Desenvolvimento de uma Rede de

Sensores Sem Fio Utilizando ZigBee para

Aplicações Diversas

Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do diploma de

Bacharel em Engenharia de Computação pela Escola Politécnica de Pernambuco –

Universidade de Pernambuco.

Recife, Junho de 2011.

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Dedico aos meus pais e minha irmã.

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Agradecimentos

Agradeço primeiramente a Deus, por todas as oportunidades a cada

amanhecer. Agradeço também a toda minha família, que me deu o suporte

necessário e imprescindível ao meu desenvolvimento pessoal e profissional, em

especial, aos meus pais Antônio Honorato e Maria de Fátima, meu avô Joaquim

Franklin, minha irmã Laize Andréa, meu padrinho Francisco Honorato, minha

madrinha Rosa Maria e meu primo Cristiano André.

Agradeço aos professores que contribuíram com a minha formação, em

especial, agradeço ao meu orientador, Sergio Campello, pela paciência despendida

comigo, pela oportunidade de ter sido seu aluno de iniciação científica e pela sua

enorme contribuição na minha vida acadêmica, profissional e também pessoal.

Agradeço aos meus amigos que me ajudaram muito, aos meus companheiros

de iniciação científica, Ismael Mascarenhas e Diego Liberalquino, pela agradável

convivência e por todos os amigos que conviveram comigo durante a graduação:

André Hermenegildo (meu consultor de Word), Carlos Eduardo Buarque, Jefferson

Amorim, Pedro Corrêa, Péricles Miranda, Marcos Oliveira, Matheus Torres e me

desculpe se eu me esqueci de alguém tão importante quanto esses.

Agradeço aos meus companheiros da FITec que me ajudaram muito no

desenvolvimento deste trabalho, em especial, Hilton Lima, Gabriel Liberalquino,

Ricardo Lisboa, Felipe Lemos, Helmut Kemper e Gabor Sipkoi.

Por fim, agradeço a minha namorada/noiva/futura esposa, Rita Poliana, por

ter me aturado durante o desenvolvimento deste trabalho e por sempre estar comigo

nos momentos mais importantes.

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Resumo

As redes de sensores sem fio são necessárias em diversas aplicações,

facilitando segmentos da economia e diversas atividades do dia a dia. Essas

aplicações vão desde monitoramento ambiental, monitoramento e controle de

processos industriais, automação em transporte até aplicações em saúde. O ZigBee

é um padrão que define um conjunto de protocolos de comunicação de baixa taxa de

transmissão e curto alcance muito utilizado em redes de sensores sem fio. Buscando

diminuir o tempo de desenvolvimento das aplicações que necessitem de

monitoramento remoto, este trabalho desenvolveu um sistema completo, composto

de plataformas de hardware, firmware e software para implantação de uma rede de

sensores sem fio utilizando a tecnologia ZigBee. Do hardware, foi desenvolvido o

esquema elétrico e layout. Nessas plataformas foram utilizados o microcontrolador

PIC18F4550, o módulo ZigBee Xbee-PRO ZNet 2.5 OEM e a alimentação é

realizada através de uma bateria que é recarregada por painel solar. O firmware foi

desenvolvido tendo como alvo o microcontrolador referido, utilizando a linguagem C.

O software, desenvolvido em Java, tem o objetivo de adquirir os dados coletados

pelos sensores e armazenar em um banco de dados. Com a finalidade de obter os

dados coletados pelos sensores também foi desenvolvido um protocolo de

comunicação. O sistema obteve resultados satisfatórios, estando pronto para ser

utilizado em aplicações que necessitem de monitoramento remoto, diminuindo o

tempo de desenvolvimento, tendo em vista que elas precisam apenas selecionar os

sensores e analisar os dados.

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Abstract

Wireless sensor Networks are necessary in many applications, facilitating

segments of the economy and various activities of everyday life. These applications

range from environmental monitoring, monitoring and industrial process control,

automation, transportation to health applications. ZigBee