RailBeeSistema Telemétrico Dinâmico Autônomo Modular para Monitoramento, Controle e Automação
Em AndamentoA qualidade do ar, a eficiência do transporte público e a gestão da energia são desafios críticos para cidades inteligentes e sustentáveis. A ausência de monitoramento em tempo real compromete a tomada de decisões e dificulta a implementação de soluções eficazes.
O ModularSys é um sistema telemétrico dinâmico, autônomo e modular que permite o monitoramento e automação desses processos, promovendo maior eficiência urbana. Como desenvolver uma tecnologia baixo custo, escalável e autônoma capaz de monitorar em tempo real o meio ambiente, o transporte público e a gestão de energia, promovendo cidades mais eficientes e sustentáveis?
A implementação do ModularSys possibilitará a coleta e análise precisa de dados urbanos, permitindo a automação de processos e a otimização da gestão de recursos, contribuindo para cidades mais conectadas e sustentáveis.
O ModularSys é um sistema telemétrico modular que utiliza Redes de Sensores Sem Fio, Ethernet e Fibra Óptica para comunicação.
Figura 1: Sistema Telemétrico
Ele opera com Wi-Fi, LoRa, ZigBee, Satélite, Bluetooth e Celular, escolhendo o protocolo conforme a necessidade da aplicação. As Estações Módulo (EM) transmitem dados para o Broker MQTT VerneMQ, enquanto aquelas sem conexão utilizam Estações Base ou Roteadoras e em caso de falha, os dados são armazenados localmente. O Broker MQTT VerneMQ atua como um orquestrador de tráfego de dados, recebendo informações das EMs e distribuindo-as aos demais módulos do sistema.
Figura 2: Protocolos de Comunicação
A sua modularidade permite que o sistema seja usado em uma variedade de aplicações de monitoramento, incluindo, mas não se limitando a (Figura 3).
Figura 3: Aplicações
As Estações Módulo (EM) transmitem dados para o Broker MQTT VerneMQ, enquanto aquelas sem conexão utilizam Estações Base ou Roteadoras e em caso de falha, os dados são armazenados localmente. O Broker MQTT VerneMQ atua como um orquestrador de tráfego de dados, recebendo informações das EMs e distribuindo-as aos demais módulos do sistema.
O Monitor VerneMQ processa e armazena as informações em um Banco de Dados de Séries Temporais, permitindo análises eficientes. A API se conecta ao Cliente VueJS, possibilitando monitoramento em tempo real pelo Painel Grafana Dashboard, com gráficos interativos para identificação de padrões.
Figura 4: Arquitetura do ModularSys
Adotamos uma abordagem iterativa baseada no framework Scrum, com ciclos de desenvolvimento de 4 semanas. A validação do sistema está sendo realizada em parceria com fabricantes de veículos elétricos, utilizando tanto ambientes controlados em laboratório quanto testes em condições reais de operação.
O ModularSys foi testado por 10 horas contínuas, processando 1.070.382 registros, com uma média de 107.038 por hora, 1.784 por minuto e 30 por segundo. Essa taxa de processamento demostrou a eficiência do sistema na transmissão de grandes volumes de dados em tempo real. A estabilidade operacional foi validada com quatro repetições do experimento, resultando em uma média de 1.072.313 registros e um desvio padrão de apenas 1.600, indicando baixa variação e alta confiabilidade.
A análise estatística confirmou a previsibilidade do sistema, com um intervalo de confiança de 95%, oscilando entre 1.069.767 e 1.074.859 registros (Tabela 3). A Figura 3 mostra a variação dos dados em cada repetição, evidenciando a consistência da transmissão.
Tabela 1: Distribuição t de Student’s e Intervalo de Confiança
Figura 3: Intervalo de Confiança do Sistema
O ModularSys é uma solução inovadora para monitoramento ambiental, transporte público e energia renovável, unindo flexibilidade, eficiência e sustentabilidade. Com alta capacidade de processamento e validação estatística confiável, o sistema demonstra impacto real na construção de cidades inteligentes e sustentáveis. Seu desenvolvimento reafirma o compromisso com tecnologia e inovação, promovendo avanços essenciais para qualidade de vida e preservação ambiental.