Cristina Gouveia.

Apresentação em tema: "Cristina Gouveia."— Transcrição da apresentação:

1 Cristina Gouveia

2 Sensores O que é um sensor?
By definition, a sensor is a device that detects or measures a physical quantity in the environment (Sinclair, 2001). Involve conhecimentos numa variedade de àreas como: física, química, engenharia, biologia e bioquímica, materiais, eletrotecnia entre outras. Classificados pela variável detectada, a tecnologia utilizada, aplicação ou pelo princípio de conversão utilizado.

3 Sensores Diferentes tipos de outputs: visuais, eléctricos. Poucos tem outputs digitais: requerem conversor ADC Escolhidos de acordo com a propriedade a medir e com o tipo de output

4 Recolha e armazenamento de dados:
Sensores Recolha e armazenamento de dados: Medição pode ser contínua ou discreta Controlo sobre o sistema pode ser insitu ou remoto (e.g. via Internet) Dados Sensor PC Data Logger Microcontrolador

5 Sensores Tratamento de dados:
Os sensores têm valores bastante oscilantes. São necessárias técnicas de filtragem de valores e uso de estatística. Nem sempre medem directamente a variável em causa. Mas é possivel conhecer a relação entre o efeito medido e a variável que se pretende. Implica a calibração do sensor o que significa establecer a relação entre o input e o output do sensores.

6 Sensores Sites a explorar
(artigos sobre as tecnologias dos sensores e suas aplicações) (Lista de sensores existentes para cada tipo de variável ou aplicação) (explica como funcionam os principais tipos de sensores) (informação sobre patentes)

7 Dois tipos de abordagem:
Sensores e SIMA Dois tipos de abordagem: Aquisição de dados para monitorização Ambiental Sentidos das máquinas: Criar sistemas de informação que reajam com o ambiente envolvente. Novas interfaces Aplicações “Context aware”

8 Sistemas Ambientais & Sensores
Sensores In-Situ e Remotos Variáveis que se pretende medir Físicas (temperatura, humidade) Químicas (pH, CO) Biológicas (Bio-toxicidade, comportamentos de espécies) Sensores Remotos Sensores in-situ Satelite Avião Baseados no solo Localização fixa Portáteis Maior detalhe Validar dados no campo

9 Sistemas Ambientais & In-situ Sensores
Mais de 100 variáveis ambientais Mais de 2300 produtores de sensores Mas cuidado: Grande diversidade de situações: Ecossistemas marinhos, aquáticos, terrestres, urbanos Difícil acesso Extremos térmicos, condições meteorológicas adversas Possível destruição dos sensores devido a acções de seres vivos Necessidade de geo-referenciação

10 Critérios para escolher um sensor
Resolução espacial (Geo-referenciação, alcance) Resolução temporal (Duração, periodicidade, tempo de resposta) Características das medições (precisão, gama de concentrações, destrutivo, manual/automático, natureza da amostra, limite de detecção) Facilidade de utilização (Complexidade da utilização, output, tamanho, portabilidade) Capacidade de se ligarem em rede (processamento local, eficiência energética) Acessibilidade (disponibilidade, custo)

11 Tecnologias de Sensores para ambiente
Ópticos - Quantificam a concentração de substâncias medindo o nível de radiação electromagnética que é absorvida, emitida ou dispersada e.g. Compostos orgânicos voláteis Fibra-óptica - 1) Mudanças na luz que é emitida ou reflectida 2) incorporam um layer químico na ponta da fibra-optica. E.g. compostos químicos, temperatura, força,pressão. Electroquímicos - Informação em tempo real sobre a composição química de um determinado meio. E.g. oxigénio, CO, Cloro PH

12 Tecnologias de Sensores para ambiente
Biológicos - incluem um elemento de reconhecimento biológico (enzima) associado a um transformador e.g. Pesticidas, CBO Colorimétricos - Um material reactivo produz cor, cuja intensidade é proporcional à quantidade da substância a medir. Pode ser medido visualmente ou atvs de espectrofotometria. E.g. hidrocarbonetos, pH Piezoeléctricos - Sensores que adsorvem o elemento quimico numa superficie provocando uma alteração de massa que pode ser medida. E.g. força, aceleração temperatura

13 Tecnologias de Sensores para ambiente
Sensores de posicionamento Outdoors (GPS) Indoors (RFID, Infravermelhos)

14 Tecnologias de Sensores para ambiente
Links: Tecnologias de sensores para monitorização ecológica

15 Evolução Tecnológica dos Sensores
Dados Informação Evoluções tecnológicas MEMS (micro-electro-mechanical systems) Nano-tecnologia MicroElectroMechanical Systems) - Miniature devices that contain both electronic circuits and microscopic machines such as force transducers, valves, and motors. MEMS are also popularly referred to as micromachines, nano-machines, or transducers characterized by being less than a square millimeter in size. In the most general form, MEMS consist of mechanical microstructures, microsensors, microactuators, and electronics, all integrated onto the same chip.

16 Evolução Tecnológica dos Sensores
Redes de sensores Processamento e fonte de energia local Comunicação wireless (Rádio, infra-vermelhos) Elevada eficiência energética Áreas de Aplicação: Exploração Espacial Segurança (Homeland Security) Ambiente Exemplos de projectos Smart Dust Sensors Web

17 Retirado de http://www.lternet.edu/technology/sensors/index.html
RF Telemetry Macro-organisms Smart Sensor Web Micro-weather Stations Sap Flow Sensor Array Sensor Clustered MEMS Insects Minirhizotron Array Multiparameter Soil Probes ‘Smart Dust’ tagged Insects Automated E-tongue E-nose Retirado de

18 Sistemas de Sensores em Monitorização Ambiental
Modelo Passado = Sensores + registo manual de dados Modelo Presente = Sensores + data logger + modem Modelo Futuro = Redes de Sensores inteligentes (sensores+memória local +processamento local + comunicação wireless) + - Número de sensores

19 Sistemas de Sensores em Monitorização Ambiental
Redes oficiais x Precisão x x x x x x x Redes de Sensores x x x x x x x x x x Densidade de Sensores

20 Monitorização do Oceano Atlântico
Exemplos de Projectos Monitorização do Oceano Atlântico Monitorização de variaveis meteorológicas e hidrológicas no mar Interface dos sensores via GE Informação em tempo real

21 Mapas de trovoadas (http://blitzortung.org/)
Exemplos de Projectos Mapas de trovoadas ( Cidadãos equipados com detector de trovoadas e ligação å Internet para fazer o mapa de trovoadas na Europa.

22 Sensores que medem emoções
Exemplos de Projectos Sensores que medem emoções Galvanic Skin Response - Mede as mudanças conductividade da pele causadas pela transpiração GPS Google Earth

23 Sensor Web for Ecological Explorations in Terrestrial Systems (SWEETS)
Exemplos de Projectos Sensor Web for Ecological Explorations in Terrestrial Systems (SWEETS) Testa a utilização de uma tecnologia de smart sensors Investiga fenómenos ambientais a uma escala muito detalhada

24 Exemplos de Projectos Real Time Rome
Dados de telemóveis, autocarros e taxis para obter informação sobre a dinâmica urbana.

25 Sentidos das máquinas e-nose e-tongue
Sensores permitem expandir o alcance do sentidos humanos fornecendo dados quantitativos Sensores que emulam o sentidos: Baseados em imagem (máquinas fotográficas, vídeo) Microfones Narizes e línguas electrónicas e-nose e-tongue

26 Sentidos das máquinas Podem expandir as formas de interacção com as máquinas. As máquinas passam a ter sentidos. Luz Movimento Força Temperatura Posição Váriáveis Fisicas Quimicas Biométricas

27 Sentidos das máquinas Interfaces baseadas em voz, imagem, tacto
Participação pública no Barreiro Google Earth por voz e tacto Interfaces tangiveis Tangitable Senseable City ( Sandscape Iluminating Clay Livro mágico Outras Cheiros (Smell that holiday before you buy it)

28 Desenvolvimentos Futuros
Desenvolvimentos tecnológicos nos sensores: Maior eficiência energética Sensores para variáveis biológicas Mais adaptados às diversas condições ambientais Desenvolvimento de uma infra-estrutura de informação O futuro vai ter redes de sensores mas tem algumas questões: Como tirar partido da quantidade de informação recolhida? Como disponibilizar a informação recolhida para os diferentes tipos de utilizadores? Como proteger a privacidade dos cidadãos?