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Tipo: TCC
Título: Desenvolvimento de um ecossistema automatizado para monitoramento climático e ambiental no Sertão Central do Ceará: uma abordagem utilizando a tecnologia LoRa
Autor(es): Silva, Isaac Vinícius dos Santos
Orientador: Santos Filho, Francisco Helder Candido dos
Coorientador: Rêgo, Luís Gustavo Coutinho do
Palavras-chave em português: internet das coisas;monitoramento climático;LoRaWAN;pluviômetro digital
CNPq: CNPQ: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
Data do documento: 2026
Citação: SILVA, Isaac Vinícius dos Santos. Desenvolvimento de um ecossistema automatizado para monitoramento climático e ambiental no Sertão Central do Ceará: uma abordagem utilizando a tecnologia LoRa. 2026. 108 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) - Campus de Quixadá, Universidade Federal do Ceará, Quixadá, 2026.
Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação de um ecossistema de Internet das Coisas, voltado para o monitoramento climático e ambiental no Sertão Central do Ceará. O sistema proposto consiste em um dispositivo de monitoramento de baixo custo, fabricado via impressão 3D e controlado pelo microcontrolador RP2040 (ARM Cortex-M0+), operando sobre uma arquitetura de rede LoRaWAN para transmissão de dados em longo alcance. O sistema realiza a coleta de temperatura, umidade e precipitação, transmitindo os dados para uma infraestrutura em nuvem baseada na plataforma FIWARE, com visualização em tempo real via Grafana. A validação experimental abordou três eixos principais: eficiência energética, qualidade de comunicação e exatidão pluviométrica. A análise de consumo comprovou a eficácia das estratégias de baixo consumo, garantindo autonomia estendida. Os testes de comunicação validaram a robustez do enlace LoRa em diferentes Fatores de Espalhamento (SF), mantendo a entrega de pacotes mesmo em cenários de obstrução. Na validação pluviométrica, realizada através de simulação dinâmica de chuva em bancada, o protótipo demonstrou alta exatidão em intensidades leves e moderadas, identificando-se uma divergência não-linear característica em eventos extremos (> 40 mm/h), causada pela energia cinética do fluido. Os resultados confirmam a viabilidade técnica e econômica do sistema como ferramenta de suporte à agricultura e gestão hídrica. Como trabalhos futuros, propõe-se a implementação de algoritmos de compensação dinâmica no firmware para correção dos erros em chuvas torrenciais e a portabilidade para arquiteturas modernas como RISC-V.
Abstract: This work presents the development and validation of an Internet of Things ecosystem aimed at climatic and environmental monitoring in the Sertão Central region of Ceará, Brazil. The proposed system consists of a low-cost monitoring device, manufactured via 3D printing and controlled by the RP2040 (ARM Cortex-M0+) microcontroller, operating over a LoRaWAN network architecture for long-range data transmission. The system collects temperature, humidity, and precipitation data, transmitting them to a cloud infrastructure based on the FIWARE platform, with real-time visualization via Grafana. Experimental validation addressed three main axes: energy efficiency, communication quality, and rainfall measurement accuracy. Consumption analysis confirmed the effectiveness of low-power strategies, ensuring extended autonomy. Communication tests validated the robustness of the LoRa link across different Spreading Factors (SF), maintaining packet delivery even in obstructed scenarios. In the pluviometric validation, performed through dynamic benchtop rain simulation, the prototype demonstrated high accuracy in light and moderate intensities, identifying a characteristic non-linear divergence in extreme events (> 40 mm/h), caused by the fluid kinetic energy. The results confirm the technical and economic feasibility of the system as a support tool for agriculture and water management. Future works propose the implementation of dynamic compensation algorithms in the firmware to correct errors in torrential rains and the porting to modern architectures such as RISC-V.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85376
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-9863-3329
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3907714219783757
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO-QUIXADÁ - Monografias

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