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Previous issue date: 2010-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present study portrays the development of a telemetric system integrating
wireless sensor networks and data processing into an embedded system for monitoring
vehicles in metropolitan railway networks, enabling real-time monitoring of train movements.
The main objective of this system is to allow constant evaluation of numerous factors which
can influence train performance, such as speed and pressure in air bags. By so doing, it may
become possible to generate information so as to facilitate intervention strategies, thereby
preventing the partial or total degradation of the transport services provided to the
population. In order to perform real-time telemetry, wireless sensor networks with ZigBee
technology will be mounted alongside the entire route of the train traffic. These networks
capture and transmit data collected in each train until they reach base stations where a
processing embedded system in an FPGA is responsible for receiving the data, performing
the necessary calculations and sending the obtained information to a central monitoring
system through an Ethernet network. The embedded system functions as a data server
providing information to a monitoring system installed in the Operational Control Center
(OCC) and in other sectors requiring this information. The use of a dedicated processing
device such as an FPGA gives the system far greater efficiency than that typically found in
general purpose processors. Furthermore, it allows the customization of the hardware, thus
reducing the final cost of the system. The monitoring system installed in the OCC is
responsible for managing the storage and display of the data received. It will display the data
in tables and graphs in real time, enabling the traffic controllers to analyze the operation of
each train and also to detect possible problems. The system also stores the data in a
database for further study.
Keywords: Telemetry, Wireless Sensor Networks, ZigBee Protocol, Embedded Systems,
Nios II processor, FPGA. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema telemétrico que integra
redes de sensores sem fio e processamento de dados em sistema embarcado para
monitoramento de veículos em redes de transportes metroferroviários, possibilitando um
acompanhamento em tempo real do movimento dos trens. Este sistema tem como principal
objetivo permitir uma constante avaliação de vários fatores que influenciam o desempenho
dos trens, como velocidade e pressão nas bolsas de ar, de forma a gerar informações que
possibilitem estratégias de operação e manutenção, evitando assim uma degradação parcial
ou total dos serviços de transporte prestados à população. Para realizar a telemetria em
tempo real, redes de sensores sem fio com tecnologia ZigBee são montadas em toda a via
de tráfego. Estas redes realizam a captação e envio dos dados coletados em cada trem até
estações base onde um sistema de tratamento embarcado em um FPGA fica encarregado
de receber os dados, realizar os cálculos necessários e enviar as informações obtidas,
através de uma rede ethernet, a um sistema central de supervisão. O sistema embarcado
atua como um servidor de dados disponibilizando informações para um sistema de
supervisão instalado no Centro de Controle de Operações (CCO) e em outros setores que
necessitem destas informações. A utilização de um dispositivo de processamento dedicado,
como uma FPGA, proporciona ao sistema uma eficiência muito maior do que normalmente é
encontrada em processadores de uso geral, além de permitir a customização do hardware,
reduzindo o custo final do sistema. O sistema de supervisão instalado no CCO é
responsável por gerenciar o armazenamento e a visualização dos dados recebidos. Ele
exibe os dados em tabelas e gráficos em tempo real permitindo aos controladores de tráfego
analisar o funcionamento de cada trem e detectar possíveis problemas. O sistema também
armazena os dados em um banco de dados para realização de estudos posteriores.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/6139 |
| Date | 05 March 2010 |
| Creators | Santos, Jerry Lee Alves dos |
| Contributors | Lima, José Antônio Gomes de, Belo, Francisco Antônio |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós Graduação em Informática, UFPB, BR, Informática |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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