Sistema de Telemetria Para Automatizar o Abastecimento de

Sistema de Telemetria Para Automatizar o
Abastecimento de Água Utilizando da Plataforma Java
Marcelo Duarte Lima
Renzo Paranaíba Mesquita
INATEL Instituto Nacional de Telecomunicações
Santa Rita do Sapucaí, Brasil
[email protected]
INATEL Instituto Nacional de Telecomunicações
Santa Rita do Sapucaí, Brasil
[email protected]
Resumo — Este artigo tem por finalidade apresentar o
desenvolvimento de um sistema composto de uma aplicação na
plataforma Java e um equipamento eletrônico de telemetria,
para proporcionar o monitoramento e controle de dispositivos
remotos, com o intuito de facilitar a operação de abastecimento
de água municipal. Também serão abordados detalhes sobre o
desenvolvimento destas aplicações como também características
e informações sobre as necessidades de automação do sistema
autônomo de abastecimento de água em cidades de Minas
Gerais.
I. INTRODUÇÃO
Dentre os recursos naturais existentes no planeta terra, a
água é o elemento mais precioso, pois se apresenta como
elemento essencial para existência das espécies que habitam
este planeta. Pela grande presença deste elemento no planeta,
por muito tempo os recursos hídricos foram utilizados de
forma irracional pelos seres humanos, por serem
considerados recursos infindáveis e renováveis. Segundo
Victorino (2007), dentre toda a água existente no planeta, a
àgua salgada ocupa 97% do total, o que vem a ser impossível
para consumo. A água utilizável está nos rios, nos lagos, nas
águas da chuva e na água subterrânea. No entanto, elas todas
juntas correspondem a apenas 1% do volume de água doce
apropriada para consumo [1].
Com o aumento da população mundial e com a crescente
consciência sobre o caráter esgotável da água, surge a
necessidade da gestão eficiente deste recurso a fim de obter
uma melhor utilização.
Diante deste cenário, a automação dos processos e a coleta
de informações relativas às atividades envolvidas no
abastecimento de água se tornaram atividades essenciais em
grande parte das companhias que oferecem este tipo de
serviço.
Um sistema de abastecimento de água tem por objetivo
prestar um serviço fundamental para a saúde e o bem estar de
uma população, oferecendo um serviço de fornecimento de
água com qualidade. A infraestrutura de um sistema de
abastecimento hídrico é composta por diversas estações, que
cuidam desde a captação da água até o monitoramento do
consumo pelos clientes [2].
Com o objetivo de automatizar e melhorar a performance
da operação de coleta e distribuição do abastecimento de água
do SAAE (Serviço Autônomo de Água e Esgoto) da cidade
de Boa Esperança-MG, foi desenvolvido um sistema que
telessupervisiona as estações de bombeamento e as estações
reservatórias de água da cidade por meio de unidades remotas
de telemetria instaladas em pontos específicos do perímetro
urbano. Neste artigo, serão abordados quais foram os
principais componentes necessários para prover este tipo de
serviço ao SAAE, e também serão abordados os conceitos das
ferramentas e tecnologias utilizadas no desenvolvimento do
sistema. Primeiramente será discutido como os serviços
autônomos de água e esgoto são constituídos, em seguida
serão abordados detalhes de algumas tecnologias utilizadas
como conceitos sobre a linguagem de programação JAVA e
o banco de dados MySQL, componentes essenciais utilizados
para implementação do software supervisório. Ainda em
tecnologias utilizadas será discutido maiores detalhes da
tecnlogia GSM, o respectivo módulo que permite a
comunicação entre as unidades a serem monitoradas e o
sistema de controle. Veremos também as ferramentas Altium
Designer utilizada para o projeto do hardware do sistema e o
Codewarrior, utilizado para implementação do firmware da
unidade de controle. Serão abordadas também as estruturas
internas do projeto e por fim as funcionalidades disponíveis
aos usuários operadores do sistema oferecidas pelo software
supervisório.
II. SAAE - SERVIÇO AUTÔNOMO DE ÁGUA E
ESGOTO
O Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE) é formado
por empresas públicas de saneamento básico, voltadas para o
abastecimento de água e tratamento de esgoto das cidades
onde o serviço não foi licitado à empresas privadas. Os
SAAEs estão presentes em grande parte dos municípios
brasileiros, sendo regidos por legislações municipais e não
subordinados a apenas um, mas por diversos organismos
governamentais. Na maioria dos casos, a criação dos SAAEs
era advinda de programas de saneamento do Ministério da
Saúde. Na década de 1960, muitos foram geridos em parceria
com a extinta Fundação de Serviços de Saúde
Pública (FSESP)[3], baseando nos dados do Instituto
Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), como a
Enciclopédia dos Municípios Brasileiros [4].
Os SAAEs também são beneficiados por alguns programas
governamentais, como por exemplo, o Programa de
despoluição de bacias hidrográficas da Agência Nacional de
Águas (ANA) [5]. A ANA é uma agência vinculada ao
Ministério do Meio Ambiente (MMA) [6]. Este programa não
financia obras, os recursos somente são liberados mediante o
cumprimento de metas de desempenho das estações de
tratamento de esgotos (ETEs).
Para o SAAE do município de Boa Esperança, localizado
ao sul do estado de Minas Gerais, foi desenvolvido um
Sistema Automatizado de Monitoramento e Controle que
visa centralizar informações relevantes dos pontos de
interesse dentre as estações da rede de abastecimento de água.
De forma geral, o sistema consiste de um hardware que faz a
leitura do nível dos tanques, realiza o acionamento das
bombas e monitora o status das mesmas e, um software
supervisório, que recebe informações geradas pelo Sistema de
telemedição,
permitindo
seu
gerenciamento
pelos
funcionários da SAAE. Os detalhes de implementação e
tecnologias utilizadas serão abordados nos tópicos seguintes.
III. TECNOLOGIAS UTILIZADAS
A.
MWS (Management Water Supply)
O Sistema desenvolvido utiliza do MWS (Management
Water Supply), que é um sistema desenvolvido pela empresa
Hera [7] baseado em um sistema SCADA (Supervisory
Control and Data Aquisition). Um sistema SCADA neste
caso nada mais é que um software que monitora, controla e
alarma diferentes partes gerenciáveis de um sistema a partir
de um local central [8], funcionando como um servidor de
coleta de dados.
O Sistema, por meio de sensores e atuadores instalados
nas unidades automatizadas (UTR's - Unidades Terminais
Remotas), possibilita a medição a distância do nível dos
reservatórios. O sistema também permite o telecontrole para o
acionamento do bombeamento à distância, agilizando a
operação e supervisão das unidades. A tecnologia utilizada
neste sistema envolve diversos meios de comunicação que
vão desde a infraestrutura provida por empresas operadoras
de sistemas de telefonia móvel, até empresas provedoras de
acesso à internet. Os dados são transmitidos ao sistema MWS
via GPRS (General Packet Radio Service)[9] por meio da
rede das operadoras de telefonia móvel (tecnologia de
comunicação GSM).
B.
A PLATAFORMA JAVA
Para desenvolvimento do software supervisório, foi
utilizada uma das linguagens de programação mais
populares dos últimos tempos, a linguagem Java. Java é uma
linguagem de programação e plataforma computacional
lançada pela primeira vez pela Sun Microsystems em 1995
[10]. É uma linguagem orientada a objetos [11] e com uma
documentação muito extensa, facilitando assim o
desenvolvimento de projetos por meio dela. A sintaxe da
linguagem Java é muito similar às linguagens C e C++. Uma
das principais características da plataforma Java, é a
presença de uma máquina virtual (Virtual Machine) [12].
C.
O BANCO DE DADOS MYSQL
O MySQL é um sistema de gerenciamento de banco de
dados (SGBD)[13] que utiliza a linguagem SQL (Structured
Query Language)[14] como linguagem oficial para
manipulação dos dados. O MySQL foi criado na Suécia por
dois suecos e um finlandês: David Axmark, Allan Larsson e
Michael "Monty" Widenius, e desde então, tem se tornado
um dos bancos de dados mais populares do mundo, perdendo
apenas para o banco de dados Oracle[15], segundo dados do
DB-Engines Ranking, como mostra a Figura 1. Dentre as
vantagens oferecidas por este banco, podemos destacar: é
uma plataforma gratuita, possui boa portabilidade podendo
ser executado em qualquer plataforma atual, possui
compatibilidade com inúmeras linguagens de programação e
oferece um bom desempenho e estabilidade chegando muitas
vezes a ser superior a muitos bancos de dados comerciais.
Hoje, o banco de dados MySQL é propriedade da empresa
Oracle Corporation, porém, ainda é um banco de dados de
código aberto e continua sendo distribuido gratuitamente.
Figura 1. Ranking de banco de dados segundo o DB-Engines Ranking
[16].
D.
A TECNOLOGIA GSM
A comunicação entre o sistema supervisório e as unidades
remotas, utiliza a rede das operadoras de telefonia móvel
como meio de troca de dados.
Na década de 80, as autoridades européias viram a
necessidade de implantar um sistema digital de telefonia
móvel, pois até este período, a Europa era tomada por vários
padrões analógicos, em sua maioria incompatíveis entre si
[17], dando inicio a padrões digitais, dentre eles o GSM.
O GPRS é uma evolução da tecnologia GSM. É um
serviço, sobreposto ao GSM, de conexão à internet, sem a
necessidade de estabelecer uma chamada telefônica de dados
para transferir informações [18]. O GPRS ainda incorpora o
protocolo TCP/IP em seus serviços, permitindo uma grande
variedade de aplicações, dentre elas a telemetria.
O TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet
Protocol), é um conjunto de protocolos de comunicação que
oferece um serviço de troca de dados "fim-a-fim". Este
conjunto de protocolos é organizado em forma de camadas,
seguindo um modelo de referência, chamado modelo OSI
(Open Systems Interconnection) onde cada camada tem um
conjunto de responsabilidades, disponibilizando serviços às
camadas subsequentes [19]. É um protocolo difundido
mundialmente, nele se baseiam quase todas as estruturas de
rede de dados utilizadas atualmente.
O estabelecimento da conexão entre os dispositivos que
compõem o projeto é realizada por meio de Sockets. Um
Socket nada mais é que um fluxo de comunicação entre um
programa cliente e um programa servidor em uma rede. Cada
Socket possui um endereço de acesso, que é formado por um
endereço IP de um host e uma porta.
Na Figura 2 pode-se visualizar como funciona o processo
de troca de mensagens entre cliente e servidor utilizando da
interface Socket.
SERVIDOR
IP / PORTA
CLIENTE
IP / PORTA
Dentre os diversos fabricantes de módulos GSM atuantes
no mercado atual, foi utilizado o módulo GL865-QUAD [20]
da fabricante italiana Telit, devido a familiaridade com o
módulo e os bons resultados oferecidos por ele em
experiências anteriores. A Figura 3 ilustra o módulo utilizado.
Figura 3. Módulo GSM utilizado no projeto.
O módulo GL865-QUAD, possui funcionalidades que
podem ser aplicáveis a sistemas automotivos, de segurança,
telemetria, transmissão de voz, SMS, dados ou FAX, além de
possuir compatibilidade com o protocolo TCP/IP e utilizar da
tecnologia GPRS.
O módulo possui o recurso Easy GPRS que permite aos
usuários entrar em contato com dispositivos na internet e
estabelecer fluxo de dados por meio de Socktes com até seis
conexões simultâneas [21] .
Este recurso de comunicação pode ser visto como uma
forma de obter uma conexão serial "virtual", totalmente
transparente entre o software de aplicação, servidor na
Internet e o firmware implementado na unidade que gerencia
as atividades do módulo.
CRIA
SOCKET TCP
LISTEN
CONNECT
(SERVIDOR)
ACCEPT
(CLIENTE)
Figura 4. Exemplo da pilha de protocolos envolvidos nos dispositivos
GSM da Telit. [22]
RECEBE DADOS
ENVIA DADOS
ENVIA DADOS
RECEBE DADOS
CLOSE SOCKET
CLOSE SOCKET
FIM DA
CONEXÃO
Figura 2. Estabelecimento de um socket para troca de mensagens TCP.
Dentre as especificações do módulo, estão citadas as mais
utilizadas no projeto. Modelo GL865-QUAD, frequências de
operação compatíveis, 850, 900, 1800 e 1900 MHz, os
protocolos da rede da operadora são: GSM/GPRS protocol
stack 3GPP, permite o acesso à pilha TCP/IP para
configuração do APN e conexão ao servidor utilizando
comandos AT, a mínima sensibilidade de sinal é de: 108dBm para 850/900 MHz e -107dBm para 1800/1900 MHz
. A taxa de comunicação serial, para troca de informações da
unidade de controle pode ser definida entre 300 a 115.200
bps.
IV. FERRAMENTAS UTILIZADAS
A. NETBEANS
Para o desenvolvimento do supervisório por meio da
linguagem Java, foi utilizada a IDE de desenvolvimento
NetBeans. Uma IDE de desenvolvimento nada mais é que um
software que facilita o desenvolvimento de novas aplicações
em uma certa linguagem. O NetBeans IDE oferece suporte
abrangente e de primeira classe para as tecnologias e
melhorias de especificação Java mais recentes.
Com seu Editor Java em constante aprimoramento, muitas
funcionalidades avançadas e uma extensa linha de
ferramentas, modelos e exemplos, o NetBeans IDE se
apresenta como uma das ferramentas mais interessantes para
desenvolver aplicativos em Java atualmente. Ele também
fornece modelos de códigos, dicas de codificação e
ferramentas de refatoração. O editor suporta várias
linguagens [23], incluindo Java, C/C++, XML, HTML, PHP,
Groovy, Javadoc, JavaScript e JSP, permitindo assim utilizar
de várias outras linguagens de programação e tecnologias em
uma só ferramenta. Como o NetBeans é uma IDE extensível,
é possível ainda adicionar suporte para muitas outras
linguagens.
B. ALTIUM DESIGNER
MySQL) por meio de annotations [27]. O Hibernate também
oferece facilidades de consulta e recuperação de dados,
reduzindo significantemente o tempo de desenvolvimento
gasto com a manipulação manual de dados no SQL e JDBC
(Java Database Connector). O Hibernate é um software
livre de código aberto e distribuído com a licença LGPL [28].
V. HARDWARE DO SISTEMA
De acordo com Coelho e Lobue (2006), o desenvolvimento
do controle industrial tem sido fortemente influenciado pela
tecnologia dos dispositivos microprocessados, que
possibilitaram tornar o controle dos processos industriais
totalmente distribuído[29], e neste projeto não foi diferente.
Os dispositivos microprocessados foram de vital importância
para permitirem o acesso às informações relevantes de certas
partes do sistema de distribuíção de água da SAAE.
A. DESCRIÇÃO DO HARDWARE
O hardware do sistema, utilizado como unidade remota de
controle e telemetria, é constituído por um microcontrolador,
que embarca toda a lógica de operação do hardware, uma
fonte de alimentação, entradas de sensores e saídas de
atuadores, além do dispositivo de comunicação GPRS
(módulo GSM Telit). A Figura 5 ilustra a placa da unidade de
controle e a Figura 6 ilustra por meio de blocos os principais
componentes que formam esta placa.
Para a implementação das unidade de controle remotas do
sistema, o esquema elétrico e a placa de circuito impresso
(PCI) do hardware foram desenvolvidos utilizando a
ferramenta Altium Designer versão 10.391391. O Altium
Designer é uma ferramenta Ecad para construção de projetos
eletrônicos, esquema elétrico e layout de placas de circuitos
impressos [24]. Com esta ferramenta, foram desenvolvidas
três placas de circuito impresso: a placa de controle, a placa
sensora (entradas) e placa atuadora (acionamentos).
C. CODEWARRIOR DEVELOPMENT STUDIO
O firmware [25] embarcado no microcontrolador utilizado
na unidade de controle, foi implementado utilizando o
CodeWarrior Development Studio versão 10.1, que é um
ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) para os
microcontroladores da Freescale. Esta ferramenta fornece
uma estrutura para o desenvolvimento de aplicações
embarcadas complexas [26].
D. HIBERNATE
Figura 5. PCI principal da unidade de controle.
A fim de facilitar a manipulação dos dados no banco de
dados MySQL, foi utilizado um framework de persistência de
dados
denominado
Hibernate.
O Hibernate é
um framework para o mapeamento objeto-relacional escrito
na linguagem Java. Este framework facilita o mapeamento
dos atributos entre uma representação de dados de um modelo
de objeto (por exemplo, o Java) para dados de modelo
relacional (por exemplo, os tipos de dados utilizados no
do módulo enquanto conectado ao servidor, como SMS,
chamadas telefônicas, análise de nível de sinal e
gerenciamento de várias conexões simultâneas.
5) Circuito de entrada: Circuito de entrada analógica 4 a 20
mA para leitura de nível de tanque. Circuito de entrada digital
de retorno do quadro elétrico para verificar status do motor,
considerando motor ligando quando tensão entre 5 a 24 Vdc.
6) Circuito de saída: Circuito de acionamento, via contato
seco de relé, para ligar e desligar motores.
B. FIRMWARE
Figura 6. Diagrama em blocos da unidade de controle.
A seguir serão descritas de forma sucinta algumas das
principais características de cada componente desta placa:
1) Fonte de Alimentação: A Fonte de alimentação do
sistema possui entrada de 12 Vdc e saída 3,67 Vdc. Ela é
responsável por alimentar os blocos microcontrolador,
módulo GSM e memória EEPROM. O fabricante do módulo
GSM recomenda uma fonte que suporte picos de 2A, fato
comprovado durante análise de consumo do equipamento
quando o modulo GSM inicia comunicação com a operadora
para efetuar diversas operações como registro na operadora,
enviar e receber SMS, realizar e receber ligações e iniciar
conexão GPRS. Para suprir as necessidades de alimentação
foi utilizado para a fonte, o regulador chaveador LM2596
[30] que suporte até 3A em sua saída.
2) Unidade de Controle: A unidade de controle é
responsável pela leitura das entradas, acionamento das saídas
e gerenciamento das atividades do módulo GSM. Ela utiliza
comunicação serial RS232 para o tráfego de comandos e
notificações, possibilitando a comunicação com o software
supervisório. A unidade de controle é composta por um
microcontrolador de 8-bits, modelo 9S08SH16 da fabricante
Freescale.
3) Memória EEPROM: Unidade de memória não volátil
que armazena as configurações do sistema, por exemplo o
APN (Access Point Name) e guarda as configurações da
operadora de telefonia móvel que permitem o acesso a sua
rede de dados para o acesso à internet para o estabelecimento
da comunicação da unidade remota com o software
supervisório.
4) Módulo GSM: Módulo GSM Telit GL865-QUAD.
Realiza a comunicação da unidade remota com o software
supervisório via GPRS, gerenciado pelo firmware embarcado
no microcontrolador da unidade de controle. É possível
configurá-lo com dois tipos de conexões, modo comando e
modo online. Foi utilizado o tipo de conexão em modo
comando, pois no modo online qualquer dado impresso na
serial é transmitido, impedindo a utilização de vários recursos
Em sua definição, firmwares ou softwares embarcados são
softwares embutidos em qualquer equipamento, seja ele de
qualquer natureza. Podemos exemplificar como softwares
embarcados os equipamentos portáteis de medição, os
sistemas operacionais de celulares, os software de máquinas
fotográficas digitais, máquinas de lavar, impressoras,
software de equipamentos de rede como os roteadores[31],
entre outros. No meio eletrônico, são considerados sistemas
embarcados os softwares desenvolvidos para executarem
tarefas específicas em equipamentos específicos, diferente de
equipamentos de propósito geral como um computador
pessoal.
Para maior organização e um melhor entendimento do
sistema a fim de facilitar a manutenção e atualização do
software embarcado, o firmware embarcado na unidade de
controle foi dividido em pacotes. Dentre os pacotes do
firmware destacamos três pacotes principais: interface, device
e module_GSM.
1) Pacote de Interface: No pacote de interface são
configurados os parâmetros dos registradores do
microcontrolador separados por tipos de periféricos, portais
de entrada e saída, definição da interrupção periódica,
definição dos parametros da comunicação serial e suas
respectivas interrupções ao enviar e receber dados.
2) Pacote Device: No pacote device é feita a
implementação da lógica para o acesso e controle dos
periféricos externos da unidade de controle. Temos a
implementação do protocolo I2C (Inter-Integrated Circuit),
protocolo de comunicação com dispositivos interligados em
barramento serial, utilizado para comunicação com a
memória EEPROM
3) Pacote Module_GSM: No pacote module_GSM é feito o
gerenciamento das atividade do módulo separados em
controle de chamada telefônica, controle de envio e recepção
das mensagens SMS e controle de configurações e conexões
GPRS.
Toda a lógica que utiliza as funcionalidades descritas
acima estão implementadas em uma classe chamada main.c
de acordo com o fluxograma da Figura 7.
A. DESCRIÇÃO DO SOFTWARE DE CONTROLE
INICIO
A tela principal do sistema supervisório disponibiliza ao
operador uma lista de unidades remotas. Cada unidade
remota, ao ser selecionada, exibe seus dispositivos, tanques e
bombas com seus respectivos status. Está disponível também
a visualização de alarmes e acesso às opções de solicitação de
status e desligamento de todas as bombas em caso de
emergência. A Figura 8 ilustra a tela principal com todas as
opções oferecidas por ela.
INICIALIZAÇÃO DOS
REGISTRADORES
MICRO-CONTROLADOR,
TIMERS,
COMUNICAÇÃO SERIAL,
ENTRADAS, SAÍDAS,
VARIAVEIS
INICIALIZAÇÃO DO
MODULO GSM
CONTROLE
DA MAQUINA
DE ESTADOS
VERIFICAÇÃO DE
RECEPÇÃP GPRS
ACIONAMENTO DOS
ATUADORES
VERIFICAÇÃO DE
RECEPÇÃP DE SMS
EXECUTA
CONFIGURAÇÃO
VERIFICAÇÃO DE
RECEPÇÃP DE SMS
EXECUTA
CONFIGURAÇÃO
VERIFICAÇÃO DA
CONEXÃO COM
SERVIDOR
EXECUTA CONEXÃO
ANÁLISE DOS
SENSORES
ENVIO DE STATUS
Figura 8. Tela principal do sistema supervisório.
ANÁLISE DOS
ATUADORES
Figura 7. Fluxograma do firmware.
VI. SOFTWARE SUPERVISÓRIO
Como discutido, o sistema supervisório utilizado pelos
operadores a fim de gerenciar remotamente as partes
relevantes do sistema de distribuição de água foi
desenvolvido na linguagem de programação Java utilizando
da IDE de desenvolvimento NetBeans e utiliza como base de
dados o banco de dados MySQL. A fim de facilitar o acesso
aos dados no banco de dados MySQL, no projeto do software
supervisório também foi utilizado o framework Hibernate.
Além de permitir o gerenciamento remoto das partes do
sistema, o software supervisório permite o cadastro de novas
unidades remotas com seus respectivos dispositivos a serem
monitorados, permitindo ao operador adicionar mais pontos a
serem gerenciados quando necessário. As partes mais
relevantes do software supervisório serão descritas adiante.
A tela de configuração possibilita cadastrar novos
operadores no sistema, cadastrar novas unidades remotas,
visualizar logs do sistema, verificar configurações de rede e
ainda planejar ações automáticas.
Nas configurações das unidades remotas, podem ser
determinadas quantas e quais bombas e tanques pertencem a
uma unidade remota. O administrador do sistema poderá
ainda vincular um determinado reservatório a uma ou mais
bombas cadastradas no sistema, ainda que a bomba definida
não pertença a mesma unidade remota.
O sistema pode operar por ações automáticas solicitando
status de nível de reservatório e status das bombas
automaticamente, ligar e/ou desligar uma bomba de acordo
com o nível de um reservatório específico e desligar bombas
automaticamente em caso de falha de leitura de nível.
Para maior segurança operacional, novos usuários podem
ser cadastrados no sistema com diferentes níveis de acesso.
Todas as ações executadas no sistema são armazenadas em
um log de eventos permanente, que gera relatórios de
operações do sistema. Mesmo as ações mais simples como
solicitar manualmente o status de uma ou todas as UR`s
(Unidades Remotas), ligar/desligar uma determinada bomba,
verificar quais UR`s estão online, entre outras ações, são
armazenadas no log do sistema.
As configurações de rede permitem determinar qual porta
de comunicação será utilizada, configurar o tempo de
solicitação automática de status das unidades remotas,
configurar o timeout da resposta das unidades remotas, além
de outras opções de controle do servidor do sistema
supervisório. Todas as conexões ativas são listadas
detalhadamente, exibindo o nome da UR, IP, e porta
utilizada. Por utilizar conexão via GPRS entre as UR`s e o
sistema de controle, não há limite geográfico de operação,
bastando que a área tenha cobertura de alguma operadora de
telefonia, permitindo também que as operações ocorram em
tempo extremamente rápido.
Todas as unidades remotas previamente configuradas se
conectam automaticamente ao sistema de controle, que as
identifica e solicita um status inicial. Caso haja alguma
tentativa de conexão inválida, esta é finalizada e registrada
em um log. O sistema monitora ainda o estado de todas as
conexões, evitando que as operadoras finalizem a
comunicação ou que ocorra algum erro quando o IP e/ou
porta de comunicação das UR`s é alterado pela operadora de
telefonia. Todas as informações trocadas entre o sistema de
controle e as UR`s geram um alerta ao operador e podem ser
visualizadas tanto na interface operacional de forma gráfica
quanto em uma interface de alarme de forma textual mais
detalhada.
VII. CONCLUSÃO
Nesse trabalho foi mostrada a importância da automação
nos sistemas de abastecimento de água e como a tecnologia
pode auxiliar no processo de gerenciamento destes sistemas
de forma mais ágil. O que deve ficar evidenciado é que com a
automatização dos processos de distribuição de água, as
empresas fornecedoras deste serviço poderão melhorar ainda
mais o gerenciamento de suas estruturas e minimizar
significativamente suas perdas, consequentemente fornecendo
um serviço de melhor qualidade à população. Após a
finalização e implantação do sistema, o sistema foi estendido
à todas as demais unidades da rede de abastecimento de água
da cidade de Boa Esperança, isso porque foi evidenciado que
as vantagens técnicas de operação dos pontos dos
reservatórios e de bombeamento automatizados são grandes e
com informações mais precisas, comparado a um sistema
manual convencional. O grande desafio deste projeto, está
concentrado no aprendizado de algumas tecnologias
utilizadas. Para o futuro, há a necessidade de expandir os
meios de comunicação utilizados no projeto, como explorar
os módulos 900 MHZ para até 10Km que possibilitam
comunicação ponto a ponto ou em rede. Outro meio de
comunicação que vem se popularizando é a tecnologia
Zigbee, comunicação sem fio para distancias de até 2Km,
também multiponto. Estes recursos possibilitam a
independência de infraestrutura de comunicação.
Durante a implantação do sistema houveram solicitações
de ampliação do sensoriamento e controle do sistema, como o
monitoramento de pressão e vazão das adutoras, com controle
elétrico de válvulas da rede de distribuição.
Apesar do sistema objetivar a supervisão das operações de
distribuição de água tratada, houveram solicitações
relacionadas as operações da estação de de tratamento de
esgoto. Como o tratamento de esgoto utiliza microbiologia
para degradar os componentes químicos, se faz necessária a
medição
e controle continuo de ph, temperatura e
oxigenação, para que os micro-organismos utilizados no
tratamento possam sobreviver e se reproduzir. As
informações geradas no processo de tratamento, devem ser
armazenadas continuamente para geração periódicas de
relatórios, que são enviadas aos órgãos ambientais, este
requisito implica também em utilizar um DATALOG
(registradores de dados), pois em caso de falha de
comunicação, os dados não seriam perdidos.
REFERÊNCIAS
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