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https://hdl.handle.net/10216/135758| Author(s): | Jose Gonçalo Correia Sousa Neto |
| Title: | Development of a monitoring and data communication system for application in Pavement Energy Harvesting |
| Issue Date: | 2021-07-16 |
| Abstract: | The smart-city concept goes back to the 70th decade of the last century ("A Cluster Analysis of Los Angeles"), but it is part of our lives now more than ever. Barcelona and Amsterdam are examples of cities that started gathering data to manage resources and operations in an efficient way, like streetlights or smart parking. Related with the idea of smart-city, urban sustainability is the theme of several summits and international meetings. Renewable energy sources or zero-emission transport are practical implementations of this concept. Considering this, Pavnext developed and patented internationally an energy harvesting system for road pavements. This system allows the reduction of vehicles' speed without the driver's action while avoiding damage to the vehicle, by extracting its kinetic energy in a non-aggressive way. The energy gathered is converted, with a high efficiency rate, in electric energy, which can be used in many applications, either locally or not (sustainability). Furthermore, a traffic and energy data monitoring system was developed, which can be used to optimize energy resources and to improve the city's management, following the idea of smart-city. The work developed consists of a monitoring and information system, responsible for storing and communicating the data acquired by the sensors implemented in Pavnext's modules. The "Local-Master" component communicates with the modules in the pavement who act as "Slaves", establishing a "Master-Slave" structure that is scalable for numerous elements. Multiple "Local-Master" report the information to a "Master". The data received by the "Master" is forwards to a LoRa gateway. Using the REST API, the gateway sends the data to a database and then processed and displayed in a web application. |
| Description: | O conceito de cidade inteligente (smart-city) remonta aos anos 70 do século XX ("A Cluster Analysis of Los Angeles"), mas encontra-se hoje mais atual do que nunca. Barcelona e Amesterdão são exemplos de cidades que começam a recolher dados de forma a gerir o seus recursos e operações de forma eficiente, como a iluminação pública ou estacionamento inteligente. Relacionado com a ideia de cidade inteligente, a sustentabilidade urbana também foco de diversas cimeiras e encontros internacionais. A utilização de fontes de energia renováveis ou de meios de transporte "zero emissões" são implementações práticas deste conceito. Deste modo, a Pavnext desenvolveu e patenteou a nível internacional um sistema de energy harvesting para aplicação em pavimentos rodoviários. Este sistema permite, em primeiro lugar, reduzir a velocidade de circulação de veículos sem depender da ação dos condutores e sem induzir impacto nos veículos, funcionando pela extração de energia cinética de veículos de forma não agressiva para os condutores e demais ocupantes. A energia captada é depois convertida em energia elétrica, com uma elevada eficiência de conversão, através da mesma tecnologia. Esta energia pode depois ser utilizada para diversas aplicações, quer no local, quer em diferentes pontos de consumo (sustentabilidade). Para além disto, foi desenvolvido um sistema que permite monitorizar múltiplos dados de tráfego e energia, os quais poderão ser utilizados para otimização de recursos energéticos e para melhorar os níveis de gestão da cidade, segundo a ideia de smart city. O trabalho desenvolvido consiste num sistema de monitorização e informação que permite registar e comunicar os dados adquiridos pelos vários sensores implementados nos módulos da Pavnext. A componente "Local-Master" comunica com os vários módulos aplicados no pavimento, que funcionam como "Slaves", criando assim uma estrutura "Master-Slave", escalável para algumas dezenas de módulos. Múltiplos "Local-Master" reportam a informação a um "Master" que a reencaminha para uma gateway LoRa. Os dados recebidos no "Master" são enviados, recorrendo à API REST, para uma base de dados, sendo devidamente processados e apresentados numa aplicação web. |
| Subject: | Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| DOI: | 10.34626/bp5d-5s93 |
| TID identifier: | 202821838 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/135758 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | openAccess |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
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| 489021.pdf | Desenvolvimento de um sistema de monitorização e comunicação de dados para aplicação em Pavement Energy Harvesting | 8.97 MB | Adobe PDF | ![]() View/Open |
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