Remote Supervision System for Aquaculture Platforms

Abstract

A aquacultura é uma atividade que requer meses de trabalho até se atingirem os objetivos pretendidos, e que está altamente depende de fatores imprevisíveis e incontroláveis. Uma variação brusca nas condições ambientais pode ser suficiente para destruir o trabalho de vários meses. Como tal, é fundamental possuir ferramentas que permitam monitorizar atentamente e registar toda a informação relacionada com estes processos, para que dessa forma seja possível perceber e compreender o desenvolvimento da espécie em causa. O rápido acesso a esses dados pode ser de extremo interesse para se resolver situações problemáticas em tempo útil e dessa forma otimizar as condições de produção nesta atividade.A dissertação apresentada neste documento tem dois objetivos principais. Passando o primeiro pela proposta de uma solução para um sistema de monitorização remota para estações de aquacultura. Sendo o outro objetivo principal, o desenvolvimento de um protótipo cuja implementação permita validar as principais funcionalidades presentes na arquitetura apresentada.A arquitetura proposta prevê uma rede de sensores cujas comunicações são baseadas no protocolo I2C. Esse protocolo foi escolhido porque não apresenta qualquer tipo de restrição no design da topologia da rede e permite uma fácil reconfiguração da rede de sensores. Esta arquitetura contempla dois tipos de sensor nodes, o main sensor node que é o mestre na rede I2C, sendo responsável pela coordenação da rede de sensores, pela gestão do processo de recolha de dados, funcionando também como uma gateway transmitindo os dados recolhidos para um destino previamente definido. E os tiny sensor nodes que funcionam com escravos na rede I2C, assegurando a ligação com os sensores e o correto funcionamento do processo de amostragem.O processo de implementação descrito neste documento explica como foram desenvolvidas e testadas as principais funcionalidades presentes na arquitetura proposta, tendo o main sensor node sido implementado numa Beaglebone Black e os tiny sensor nodes em microcontroladores ATtiny85.O protótipo desenvolvido permitiu o teste das principais funcionalidades, tendo os resultados obtidos permitido perceber que este sistema se adequa perfeitamente aos objetivos pretendidos.i ii AbstractAquaculture processes typically take a considerable amount of time, usually months, and a single unwanted event can ruin a whole harvest. This loss of several months work usually happens without having means or information to understand its main cause. Therefore the monitoring and logging of those environmental conditions is essential to understand behaviors and dynamics related with this process.This dissertation had two main objectives, the development of a solution for a Remote Supervision System for Aquaculture Farms and the implementation of a prototype that allowed a practical validation of the proposed solution.The proposed architecture contemplates the development of an I2C embedded sensor network. This protocol has been chosen since it does not present restrictions in the desi...