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Tipo: Dissertação
Título: SenseAir: arquitetura de monitoramento de qualidade do ar com sensores de baixo custo e visão computacional para tráfego veicular
Autor(es): Monteiro, Nícolas de Carvalho
Orientador: Silveira, Jarbas Aryel Nunes da
Coorientador: Furtado, Lara Sucupira
Palavras-chave em português: Poluição do ar;Detectores;Visão por computador;Calibração;Cidades inteligentes
Palavras-chave em inglês: Air pollution;Detectors;Computer vision;Calibration;Smart cities
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Data do documento: 2026
Citação: MONTEIRO, Nícolas de Carvalho. SenseAir: arquitetura de monitoramento de qualidade do ar com sensores de baixo custo e visão computacional para tráfego veicular. 2026. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: A escassez e a concentração regional das estações de referência de qualidade do ar no Brasil limitam diagnósticos confiáveis e o desenho de políticas públicas baseadas em evidências, sobretudo em regiões menos monitoradas como o Nordeste. Como alternativa complementar às redes oficiais, esta dissertação investiga uma arquitetura de baixo custo formada por um nó sensor embarcado (SenseAir), um aplicativo móvel em tempo real, um modelo de visão computacional para quantificação de tráfego veicular e um módulo de calibração exploratória de PM2,5 ancorado em dados de um equipamento portátil de melhor desempenho. A solução integra aquisição contínua, transmissão segura e armazenamento em nuvem, e visualização do Índice de Qualidade do Ar (IQA) derivado de PM2,5 com geolocalização, voltada ao monitoramento indicativo em cenários urbanos. A calibração é discutida à luz das diretrizes da U.S. EPA para sensores de PM2,5, utilizando métricas como coeficiente de determinação (R2), viés (inclinação e intercepto da regressão) e erro quadrático médio (RMSE) para avaliar a correção aplicada ao SenseAir. Em paralelo, um modelo YOLO embarcado no Raspberry Pi estima fluxo e composição da frota veicular, permitindo analisar o papel do tráfego, em conjunto com outros fatores externos, na degradação local da qualidade do ar. Os resultados discutem custo, desempenho e limitações da arquitetura proposta, bem como seu potencial de uso em redes densas de monitoramento indicativo e em aplicações de pesquisa e apoio à gestão pública.
Abstract: The scarcity and regional concentration of reference air quality monitoring stations in Brazil limit reliable diagnostics and the design of evidence-based public policies, especially in undermonitored regions such as the Northeast. As a complementary alternative to official networks, this dissertation investigates a low-cost architecture composed of an embedded sensor node (SenseAir), a real-time mobile application, a computer vision model for vehicle traffic quantification, and an exploratory calibration module for PM2,5 anchored in data from a higher-performance portable instrument. The solution integrates continuous data acquisition, secure transmission and cloud storage, and visualization of the Air Quality Index (AQI) derived from PM2,5 with geolocation, targeting indicative monitoring in urban scenarios. Calibration is discussed in light of U.S. EPA guidelines for PM2,5 sensors, using metrics such as coefficient of determination (R2), bias (regression slope and intercept), and root mean square error (RMSE) to evaluate the correction applied to SenseAir. In parallel, a YOLO-based model embedded in the Raspberry Pi estimates the flow and composition of the vehicle fleet, enabling analysis of the role of traffic, together with other external factors, in the local degradation of air quality. The results discuss cost, performance, and limitations of the proposed architecture, as well as its potential use in dense indicative monitoring networks and in research and decision-support applications for public management.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85335
Currículo Lattes do(s) Autor(es): https://lattes.cnpq.br/9656209202832372
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/0406937598151848
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0002-9123-2805
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/0331861615204521
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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