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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2006.tde-09062006-091835
Document
Author
Full name
Gilberto Alves Pereira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2006
Supervisor
Committee
Cugnasca, Carlos Eduardo (President)
Camilli, Alberto
Saraiva, Antonio Mauro
Title in Portuguese
Sistema experimental de monitoramento e controle para casas de vegetação baseado em redes de controle distribuído LonWorks.
Keywords in Portuguese
agricultura
engenharia agrícola
estufas
Abstract in Portuguese
O cultivo protegido em casas de vegetação possibilita produção vegetal de maior qualidade e em qualquer época do ano. A tecnologia tem papel preponderante no controle desses ambientes, embora nem sempre seja satisfatoriamente empregada. Soluções convencionais, como as que utilizam Controladores Lógicos Programáveis, ou sistemas com tecnologia proprietária predominam nas soluções oferecidas. A evolução da tecnologia de comunicação vem possibilitando a difusão do uso da tecnologia de redes de computadores em outras aplicações, as chamadas redes de controle, possibilitando a mudança de paradigmas na concepção de sistemas de monitoramento e controle. Os sistemas com arquitetura centralizada tendem a dar lugar aos com arquitetura distribuída, e o uso da Internet possibilita a supervisão e operação de qualquer lugar. Este trabalho discute a adoção da tecnologia de redes de controle em casas de vegetação, envolvendo aspectos de sua arquitetura, distribuição da inteligência, crescimento incremental, flexibilidade e custos. Ele foi aplicado a uma casa de vegetação do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, dotada de sistema de automação convencional, para a implantação e avaliação de um sistema experimental baseado na rede de controle com a tecnologia LonWorks®. Utilizaram-se nós inteligentes comercialmente disponíveis e um nó desenvolvido em laboratório. A implementação permitiu a verificação experimental das vantagens e desvantagens da utilização da abordagem distribuída em relação à centralizada. Constatou-se a facilidade de implementação, redução no cabeamento, flexibilidade e interoperabilidade da solução. Contudo, os custos tendem a ser mais elevados na abordagem distribuída, no que se refere às ferramentas de apoio e nós inteligentes. Além da avaliação de aplicação da nova tecnologia, propõe-se uma seqüência de passos a se seguir na migração de um sistema convencional para um sistema de controle distribuído, e apresenta-se a disponibilização do sistema desenvolvido como um Web Lab, que possibilita a realização de experimentos remotamente.
Title in English
Experimental greenhouse monitoring and control system based on LonWorks distributed control network.
Keywords in English
agricultural engineering
agriculture
greenhouse
Abstract in English
Protected agriculture using greenhouses allows high quality crops and in any time of the year. The technology has a preponderant role in the control of these environments, although no always successfully. Conventional solutions, such as Programmable Logic Controllers, or systems with proprietary technology are predominant. The evolution of the communication technology is making possible the diffusion of computer networks use in other applications: control networks start to awake the interest of both researchers and users, changing the paradigm of monitoring and control systems conception. The traditional systems with centralized architecture tend to be replaced by distributed technology, and the Internet use makes possible the supervision and control from anywhere. This work discusses the control networks technology applied to greenhouses, involving architecture aspects, intelligence distribution, incremental growth, flexibility and costs. For the implementation and assessment of an experimental system based on LonWorks® technology, a greenhouse at Instituto de Biociências at Universidade de São Paulo was used. Off the shelf intelligent nodes were used and an experimental node was developed. The implementation made possible the experimental verification of advantages and disadvantages of the use of distributed and centralized approach. It was evidenced easiness of implementation, cabling reduction, flexibility and interoperability of the solution. However, the costs tend to be raised in the distributed approach, referring to support tools and intelligent nodes. Besides the new technology application evaluation, a step-by-step sequence is proposed for the migration from a conventional system to a control system, and presents a Web Lab system that enables remote experimentation.
 
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Publishing Date
2006-06-09
 
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