Estudo das Limitações Energéticas em Sensores Inteligentes sem Fios Compatíveis com a Norma IEEE1451

Este estudo de investigação científica e tecnológica, surgiu inicialmente com a integração do projeto INDTECH 4.0 - Novas tecnologias para fábrica inteligente. Projeto que tem como principal objetivo a conceção e desenvolvimento de tecnologias inovadoras no contexto da Indústria 4.0. Do projeto fazem parte um conjunto de empresas e universidades, destacando-se a PSA – Peugeot Citroen em Mangualde. Com a massificação de sensores nas IoT (Internet of Things) há a necessidade de normalizar sistemas de rede de sensores sem fios. Com este estudo provou-se que é possível utilizar uma norma, já existente, numa rede de sensores inteligente sem fios. Neste estudo houve a necessidade de criar ferramentas de desenvolvimento que permitam de uma forma simplificada desenvolver um sensor sem fios. Foi ainda estudada a forma de como se integrar esta norma numa rede de sensores sem fios com limitações energéticas. A temática da proposta do trabalho centra-se no estudo da disponibilidade energética em sensores inteligentes sem fios, sendo estes compatíveis com a norma IEEE1451. A relevância e necessidade deste estudo justifica-se pelo facto de a recolha de energia ser, cada vez mais, uma solução tecnologicamente viável capaz de fornecer a energia necessária ao funcionamento de sensores inteligentes sem fios. A obtenção de resultados requereu a construção de plataformas de hardware e software, inexistentes, que suportam o desenvolvimento de sensores e atuadores que respeitam a norma IEEE1451. Foi construída uma rede de sensores inteligentes sem fios, que utiliza a energia recolhida do ambiente para operar. O estudo de diferentes cenários de funcionamento por parte do sensor inteligentes sem fios, integrado na rede sem fios, permite definir critérios de funcionamento e estabelecer os valores a assumir, em conformidade com a disponibilidade energética no nodo sensor num dado momento. O resultado deste trabalho terá um forte impacto na família da norma IEEE1451, em particular, nos resultados do grupo de trabalho IEEEP21451.002. Nas ferramentas de desenvolvimento especialmente concebidas para a norma, o estudo energético de uma TIM sem fios e uma proposta de adição de uma nova TEDS de energia para facilitar a implementação de TIM sem fios e com restrições energéticas.This scientific and technological research study initially emerged with the integration of the INDTECH 4.0 project - New technologies for smart factory. Project whose main objective is the design and development of innovative technologies in the context of Industry 4.0. A group of companies and universities are part of the project, with emphasis on PSA – Peugeot Citroen in Mangualde. With the massification of sensors in the IoT (Internet of Things) there is a need to standardize wireless sensor network systems. With this doctoral work it was proved that it is possible to use an existing standard in a wireless intelligent sensor network. In this study there was a need to create development tools that allow a simplified way to develop a wireless sensor. It was also studied how to integrate this standard in a wireless sensor network with energy limitations. The theme of the work proposal is centered on the study of energy availability in intelligent wireless sensors, which are compatible with the IEEE1451 standard. The relevance and necessity of this study is justified by the fact that energy collection is increasingly, a technologically viable solution capable of supplying the energy necessary for the operation of wireless smart sensors. Obtaining results requires the construction of non-existent hardware and software platforms that support the development of sensors and actuators that comply with the IEEE1451 standard. A wireless smart sensor network was built, which uses energy collected from the environment to operate. The study of different operating scenarios by the intelligent wireless sensor, integrated in the wireless network, allows defining operating criteria and establishing the values to be assumed, in accordance with the energy availability in the sensor node at a given moment. The result of this work will have a strong impact on the IEEE1451 standard family, in particular, on the results of the IEEEP21451.002 working group. In the development tools specially designed for the standard, the energy study of a wireless TIM and a proposal to add a new energy TEDS to facilitate the implementation of wireless TIM with energy restrictions.Esta trabalho de tese foi desenvolvido no Laboratório de Instrumentação e Medida na Universidade da Beira Interior com o apoio do projeto INDTECH 4.0 – Novas tecnologias para fabricação, tem como objetivo geral a conceção e desenvolvimento de tecnologias inovadoras no contexto da Indústria 4.0/Factories of the Future (FoF), under the number POCI-01-0247-FEDER-026653