Evaluation of performance parameters for wireless sensor network in a greenhouse for hydroponic cultivation of strawberries

Orientador: Bárbara Janet Teruel MederosDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: Este trabalho tem como objetivo coletar dados de qualidade de sinal transmitido entre uma estação base e um nó sensor localizado no interior de uma casa de vegetação, localizada no campo experimental da Faculdade de Engenharia Agrícola - UNICAMP, com o auxilio de ferramentas computacionais. No interior da casa de vegetação foi inserido um sistema hidropônico com bancadas que forneciam suporte para morangueiros da cultivar Albion. O conjunto de equipamentos e de nós sensores que foram utilizados para montar a rede é da marca Crossbow®. Após a implantação do nó sensor foram realizados experimentos com o objetivo de verificar alcance e qualidade do sinal de acordo com sua potência. Através desses ensaios foi possível concluir que uma Potência de Sinal com valor de -12,2 dBm seria suficiente para manter a transmissão entre Estação Base e Nó Sensor. Testes também foram realizados para uma Potência de Sinal de -9,2 dBm, e mostraram que a rede possuía qualidade classificada como "muito alta". Porém, através do teste de duração da bateria, nota-se que existe uma economia de energia ao utilizar a Potência de Sinal de -12,2 dBm. No geral, foi demonstrado que o valor da Potência de Sinal tem influência sobre a qualidade do sinal de transmissão e recepção, o gasto de bateria e o alcance do sinal. Assim, este é um importante parâmetro a ser considerado em um projeto de implantação de rede de sensores sem fio no meio agrícolaAbstract: This project aims to collect quality data signals transmitted between a base station and a sensor node located inside a greenhouse, which is a experimental field located in the College of Agricultural Engineering - UNICAMP, with help of computational tools. Inside the greenhouse, a hydroponic system with banks providing support for strawberry Albion was inserted. The set of sensor nodes and equipment that were used to assemble the network is the Crossbow® brand. After sensor node deployment, experiments were performed in order to check range and signal quality. Through these experiments, it was concluded that a RF power value of -12.2 dBm is sufficient to maintain transmissions between base station and the sensor. Tests were also performed to a RF power of -9.2 dBm, and showed that the network had quality rated as "very high". However, by testing the battery life, it is noted that there is an energy saving when the RF power of -12.2 dBm is used. Overall, it was shown that the value of the signal strength has an influence on the quality of signal transmission and reception, battery depletion and signal range. So, this is an important parameter to be considered in a project to establish network of wireless sensors in a agricultural environmentMestradoMaquinas AgricolasMestre em Engenharia Agrícol

Projeto de filtros digitais transicionais Cauer-Chebyshev inverso

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.O presente trabalho apresenta uma metodologia de projeto de filtros transicionais a partir de aproximações não-polinomiais. A implementação desses filtros é realizada com base em técnicas de síntese de filtros digitais IIR, com o objetivo de obter o melhor desempenho de respostas de magnitude, fase e tempo visando uma específica aplicação. A utilização de filtros transicionais não-polinomiais, mais especificamente filtros transicionais Cauer-Chebyshev Inverso, deve-se ao fato de a aproximação Cauer apresentar a menor ordem dentre todas as funções de filtros seletores e de a aproximação Chebyshev Inverso ser também não-polinomial e apresentar melhores características de fase e de tempo em relação à aproximação Cauer. Os exemplos de aplicação mostrados são avaliados através de seis técnicas de projeto de filtros digitais utilizando-se uma abordagem de projeto indireta. Na tentativa de obter o melhor desempenho de cada uma delas são consideradas algumas estratégias de projeto, tais como pré-distorção e principalmente transformação espectral, cujo estudo resultou em procedimentos que melhoram a aplicabilidade dessa última. Assim, é possível compará-las entre si, possibilitando a escolha da melhor estratégia de filtragem para cada problema. Para auxiliar no projeto de filtros digitais como também viabilizar algumas medidas de linearidade de fase consideradas, um software em ambiente Matlab foi desenvolvido

Dynamic gain equalization for EDFAs applied in reconfigurable optical networks

Orientadores: Aldário Chrestani Bordonalli, Júlio César Rodrigues Fernandes de OliveiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: As variações de potência de entrada em amplificadores a fibra dopada com érbio induzem alterações em seu perfil de ganho já dependente do comprimento de onda do sinal de entrada. Assim, em redes de multiplexação por divisão em comprimento de onda (WDM - wavelength division multiplexing) reconfiguráveis, a não uniformidade do perfil de ganho pode prejudicar a recepção do sinal tanto por falta quanto por excesso de potência. Neste contexto, este trabalho apresenta uma proposta de equalizador dinâmico para o amplificador a fibra dopada com érbio (EDFA - erbium doped fiber amplifier) com controle automático de ganho que é utilizado em redes ópticas reconfiguráveis. O projeto deste dispositivo baseou-se numa cascata de cinco filtros opto-cerâmicos senoidais que, de acordo com o perfil de ganho de operação do amplificador, adaptava-se para compensar a falta de equalização entre canais. Devido à alta sensibilidade da resposta espectral de filtros opto-cerâmicos com a temperatura, houve a necessidade de se desenvolver também um modelo para a função de transferência dos filtros onde o efeito da temperatura estivesse diretamente incluído em seus algoritmos de controle. Após a introdução deste sistema dinâmico de equalização na saída do EDFA, observou-se, experimentalmente, uma significativa equalização entre canais, melhor que 1 dB, para uma ampla faixa de temperatura de operação do dispositivo e variações extremas na potência de entrada do EDFAAbstract: Input optical power and gain variations at erbium doped fiber amplifiers induce fluctuations in its gain profile, which already presents a severe wavelength-dependence. In reconfigurable WDM networks this feature can compromise received signal performance due to lack or excess of optical power. Thus, this work suggests a new dynamic gain equalizer approach intended for EDFAs with electronic gain control in reconfigurable optical networks. The device is based on five opto-ceramic sinusoidal filters that dynamically adapt themselves to compensate power channel imbalances caused by EDFAs due to network resetting. Since opto-ceramic filters are extremely temperature sensitive, it was necessary to develop a transfer function model for filter control that directly included this temperature dependence. After placing the dynamic equalizer at an EDFA output, it was experimentally observed significant reduction of the power imbalance, better than 1 dB, for a wide temperature range and extreme EDFA input power oscillationMestradoTelecomunicações e TelemáticaMestre em Engenharia Elétric