IoT sensory platform for monitoring temperature, relative humidity of the air and CO2 in situ

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2022.002.0024

Keywords:

Aplication, Carbon Dioxide, Digital Cloud, Thermal Comfort

Abstract

This article addresses the development of a sensory platform capable of measuring temperature, relative humidity, and carbon dioxide. The system is based on concepts of an IoT (Internet of Things) platform using the ESP8266 microcontroller connected to DHT21 and CSS811 sensors, the power system has lithium batteries. An App (Application) in Blynk technology was used to display the collected information and georeferenced the data, which in turn are stored in a digital cloud. Two experiments were carried out to determine the environmental quality in a forest and urban area within Belém, showing the quality of the developed system and the influence that trees have on air quality in relation to carbon dioxide and thermal comfort. Furthermore, a reformulation of the urban public transportation system must be employed, enabling it to be used in an efficient and less polluting way, since transportation is the leading emitter of pollutants that contribute to the greenhouse effect and aggravates factors related to public health. The description of the developed device allows its reproducibility and has as main differentials: optimized power system, possibility of integration with renewable energies, low cost platform; connection with several sensors; easy programming and operation; internet access and, last but not least, low cost.

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Author Biographies

Caio Castro Rodrigues , Universidade Federal Rural da Amazônia

Engenheiro Ambiental e de Energias Renováveis formado pela Universidade Federal Rural da Amazônia - UFRA. Entre 2022 e 2020 foi bolsista de iniciação científica CNPq, atuando na área de desenvolvimento de tecnologias ambientais utilizando microcontroladores; Entre 2020 e 2019 foi estagiário na empresa Water Meyer Tratamento da Água e do Ar, atuando nas áreas de qualidade da água para eficiência energética de trocadores de calor, ETA, ETE, qualidade do ar interior, cumprimento condicionantes ambientais, gerenciamento de produtos químicos, operação de sistemas por telemetria, elaboração de relatórios de consultoria técnica; Entre 2019 e 2018 foi estagiário no Laboratório de Sistemas Ciberfísicos na UFRA, realizando rotinas laboratoriais, produção de programas para sistemas ambientais embarcados, desenvolvimento de tecnologias na área de energias renováveis, produção de artigos científicos. 

Katiane Pereira da Silva , Universidade Federal Rural da Amazônia

Possui graduação em Licenciatura em Ciências Naturais - Física pela Universidade do Estado do Pará (2006). Mestrado em Física pela Universidade Federal do Maranhão (2010). Doutorado em Física pela Universidade Federal do Ceará (2014) com Estágio de Doutorado (sandwich) pelo Institut de Cièncias de Materials de Barcelona (com investigação em Materiais semicondutores). Atualmente é Professora Adjunto C na Universidade Federal Rural da Amazônia - Campus Belém.Tem experiência na área de Física da Matéria Condensada na área experimental, atuando principalmente nos seguintes temas: propriedades ópticas e estruturais de materiais, com uso principalmente das técnicas de Espectroscopia Raman e Espectroscopia no Infravermelho. Aplicação de altas pressões hidrostáticas em materiais orgânicos e inorgânicos, difração de Raios-X e método de refinamento Rietveld. Ensino de Física utilizando metodologias ativas e tecnologias digitais. Desenvolvimento de protótipos tecnológicos com aplicação no meio ambiente com uso da plataforma Arduino. 

William de Brito Pantoja , Universidade Federal Rural da Amazônia

Graduado em Engenharia Ambiental e Energias Renováveis pela Universidade Federal Rural da Amazônia - UFRA e formado em Técnico em Meio Ambiente pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará - IFPA. Foi bolsista no programa de projeto de ensino na UFRA (2019-2021), onde atuou como monitor de física. Durante a graduação participou como voluntário em um projeto do programa de iniciação científica (PIVIC/UFRA), com ênfase no desenvolvimento de protótipos sustentáveis com o uso de Arduino aplicados ao meio ambiente. Atualmente é bolsista no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica - PIBIC no projeto de pesquisa intitulado qualidade de sistemas de plantio de açaí e mandioca, produzidos pelos pequenos produtores agroindustriais no município de Parauapebas-PA. Integrou o grupo de estudos do Laboratório de Ensaios em Energias Renováveis (LEER-UFRA), e foi membro da empresa Ekon Jr - Soluções em Sustentabilidade, exercendo a função de Analista Financeiro.

Antonio Thiago Madeira Beirão , Universidade Federal Rural da Amazônia

Possui Doutorado (2018) e Mestrado (2014) pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Pará (UFPA). Especialização em Fundamentos de Física Contemporânea (2012); Graduação em Bacharelado em Física (2018) e Licenciatura em Matemática (2010) todos pela Universidade Federal do Pará (UFPA). Ademais, possui Especialização em Ensino de Nanociências e Nanotecnologia pela UFN (2021) e Graduação em Licenciatura em Física (2009) pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará (IFPA). Tem experiência em Física da Matéria Condensada, atuando principalmente nos seguintes temas: (i) Transporte Eletrônico utilizando formalismo de Funções de Green fora do equilíbrio (NEGF) na presença de Férmions de Majorana; (ii) Transporte Eletrônico em alótropos 2D do carbono sob efeitos de hidrogenação e dopagem; (iii) Ensino de Física e Matemática utilizando metodologias ativas e desenvolvimento de objetos de aprendizagem virtuais. Atualmente é professor Adjunto C da Universidade Federal Rural da Amazônia - UFRA, lotado no ICIBE, campus Belém.

José Felipe Souza de Almeida , Universidade Federal Rural da Amazônia

Graduação (1996), Especialização (1997) e Mestrado em Física (1999). Doutorado (2004) e Pós-Doutorado em Engenharia Elétrica (2009). Membro da Academia Paraense de Ciências e Professor/Pesquisador da Universidade Federal Rural da Amazônia-UFRA. 

Pedro Silvestre da Silva Campos , Universidade Federal Rural da Amazônia

possui Doutorado em Ciências Agrárias (2014) pela Universidade Federal Rural da Amazônia, Mestrado em Estatística (2007) pela Universidade Federal do Pará, é Bacharel em Estatística (2008) pela Universidade Federal do Pará e é Licenciado Pleno em Matemática pela Universidade Federal do Pará (2000). Atualmente é Professor Adjunto IV da Universidade Federal Rural da Amazônia. Tem experiência nas áreas de Ensino, Probabilidade e Estatística com ênfase em Estatística. Atuando principalmente nos seguintes temas: Métodos Quantitativos aplicados em Avaliações Socioeconômicas; Métodos de Avaliação, Estatística e Matemática Aplicada; Geoestatística e Métodos Bayesianos. 

Emerson Cordeiro Morais , Universidade Federal Rural da Amazônia

Atualmente é Professor Associado III do Instituto Ciberespacial e Pró-reitor de Administração e Finanças da Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA), além de Membro Titular da Academia Paraense de Ciências. Possui Mestrado e Doutorado em Engenharia de Sistemas e Computação pela COPPE/UFRJ. Tem experiência na área de Inteligência Artificial, atuando principalmente nos seguintes temas: Aprendizado de Máquina, Redes Neurais Artificiais, Reconhecimento de Padrões e Métodos Numéricos.

Otavio Andre Chase , Universidade Federal Rural da Amazônia

Professor Adjunto III da Universidade Federal Rural da Amazônia - UFRA; Integrante do Laboratório de Sistemas Ciberfísicos do ICIBE/UFRA desde 2010; Integrante da Comissão Interna de Conservação de Energia - CICE da UFRA, vide Portaria nº666/2022 PROPLADI/UFRA; Entre 12/2021 e 04/2022 foi membro da Comissão Própria de Avaliação (CPA) da UFRA, onde atuou na avaliação institucional e análise numérica dos dados da UFRA, vide portaria Nº 009/2021 PROPLADI/UFRA; Entre 2013 e 2017 foi assessor ad-hoc da Pró-Reitoria de Planejamento e Desenvolvimento Institucional - PROPLADI da UFRA, onde atuou no desenvolvimento do 1º Portal da PROPLADI e organização documental; Entre 2011 e 2014 foi Coordenador do Curso de Graduação em Engenharia Ambiental e Energias Renováveis (EAER) da UFRA onde atuou no reconhecimento do curso pelo Ministério da Educação (MEC), avaliado com conceito final 4 (quatro) "muito bom" de qualidade, vide Portaria Nº 619 do MEC, de 30 de outubro de 2014; Entre 2010 e 2012 foi Membro da Comissão de Elaboração de Projeto Pedagógico da UFRA para os cursos de graduação em Engenharia Ambiental & Energias Renováveis e, Engenharia Cartográfica e de Agrimensura, este avaliado com o conceito final 5 (cinco) "excelente" de qualidade, vide Portaria Nº 824 do MEC, de 22 de novembro de 2018; Membro Sênior do IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, USA, #90723836); Membro Titular da Academia Paraense de Ciências - APaCi (Pará, BRA); Membro do BASis/INEP/MEC atuante na Avaliação Institucional e de Cursos no Brasil, vide Portaria nº127/2022 MEC/INEP/DAES; Doutor (2018) e Mestre (2009) em Engenharia Elétrica, na área de Sistemas de Energia Elétrica pela Universidade Federal do Pará - UFPA; Bacharel (2007) em Engenharia da Computação, com ênfase em Sistemas Eletrônicos pelo antigo Instituto de Estudos Superiores da Amazônia - IESAM; Desde o ano 2000 atua e publica nas áreas de Engenharia de Sistemas, Sistemas Ciberfísicos, Tecnologias Ambientais, Energias Renováveis e, Educação em Engenharia. 

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Published

2022-07-02

Issue

Vol. 13 No. 2 (2022): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Fev 2022

Section

Tecnologia, Modelagem e Geoprocessamento

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