Detalhes do Projeto de Pesquisa

SISTEMAS EMBARCADOS UTILIZANDO PORTAS LÓGICAS PROGRAMÁVEIS (FPGA) NA AGRICULTURA DE PRECISÃO

Dados do Projeto

530

SISTEMAS EMBARCADOS UTILIZANDO PORTAS LÓGICAS PROGRAMÁVEIS (FPGA) NA AGRICULTURA DE PRECISÃO

2022/2 até 2026/2

ESCOLA POLITÉCNICA E DE ARTES

IDENTIFICAÇÃO, MODELAGEM E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL PARA OTIMIZAÇÃO DE SISTEMAS (IDENTIFICATION, MODELING AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE FOR SYSTEMS OPTIMIZATION)

Inteligência Computacional Aplicada

ANTONIO MARCOS DE MELO MEDEIROS

Resumo do Projeto

A tecnologia na agricultura tem como objetivo de contribuir para praticidade e facilidade na execução de tarefas. A utilização de novas tecnologias para projetos de automação é hoje uma tendência nos grandes centros urbanos. Porém, no campo, a agricultura carece do uso dessas tecnologias, inclusive, em sistemas agrícolas, dos quais são em sua grande maioria ultrapassados e inadequados. Dessa forma, este projeto visa aumentar a eficiência de seus sistemas produtivos através do uso otimizado de insumos agrícolas, água e energia, desenvolvendo sistemas com maior mobilidade, segurança e de baixo custo. Para tanto, faz-se necessário decompor o desenvolvimento de projeto em duas grandes áreas: hardware e software. A primeira área consiste em um circuito dedicado (sistema embarcado) capaz de verificar periodicamente variáveis ambientais em sistema agrícolas e enviá-las a uma central remota, que contém um software (segundo momento do projeto) o qual armazena as informações em um banco de dados e decide a necessidade (baseado em complexas análises e tomadas de decisões). O desenvolvimento de circuitos embarcados com portas logicas programáveis (FPGA) auxiliam no desenvolvimento de hardware dedicado, o qual tem aplicações adicionais como, por exemplo, acionar outros sistemas agrícolas independentes do sistema principal. As portas logicas programáveis utilizam de software com linguagem própria chamada VHDL, programada para o monitoramento e controle das variáveis necessárias ao bom funcionamento do sistema agrícola. O uso da tecnologia FPGA em sistemas agrícolas proporciona o aumento da produção, Tomada de decisões mais eficiente, menores impactos ambientais.

Objetivos

Os objetivos é desenvolver um circuito embarcado  para o controle e monitoramento de sistemas agrícolas de pequeno e grande porte. 

objetivos Geral: Esta pesquisa tem como objetivo desenvolver sistemas embarcados com FPGA utilizando software e hardware capaz de controlar e monitorar sistemas agrícolas. Desenvolver um sistema simples com poucos componentes para  administração e programação de seus parâmetros, como uma alternativa aos sistemas atuais, assim, fornecendo um sistema complementar, facilitando e melhorando o controle da produção agrícola.

Objetivos específicos: 

Pretende-se obter um circuito embarcado para o monitoramento e fácil implementação, para que seja uma opção viável para a agricultura familiar, mas expansível para maiores do agronegócio, entre outro, além de levar tecnologia para o campo, facilitando a realização das tarefas.

1º. Realizar uma revisão bibliográfica, explorando a teoria sobre o histórico e funcionamento;

2º. Levantar, sucintamente, algumas das aplicações mais conhecidas;

3º Desenvolver um estudo sobre os tipos de sistemas de irrigação empregados de mesma classe do sistema que se quer construir;

4º Desenvolver um estudo sobre como ocorre a transmissão de dados e controle em sistemas agrícolas;

5º. Desenvolver um melhor método de controle para operação na agricultura.

6º. Desenvolver um protótipo que funcione como monitoramento e também opere como testes para aquisição de dados tais como tempo de funcionamento e gastos com água e energia elétrica;

7º. Efetuar testes, analisar os resultados obtidos, indicando as principais dificuldades existentes na construção do sistema.

8º. Elaboração de artigos e relatório final sobre o projeto em questão.


Justificativa

Segunda a Food and Agriculture Organization (FAO) em 2050 a população mundial irá atingir mais de 9 bilhões de pessoas (FAO). A urbanização irá continuar a crescer de forma acelerada, o aumento da renda por indivíduo irá alterar as exigências e preferências alimentares, passando a incluir mais variedade e maior valor nutricional na dieta da população. Para que se possa atender essa crescente e mais exigente demanda, é preciso aumentar a produção de alimentos em 70% (FAO). Os desafios a serem enfrentados são enormes, envolvendo a atuação de diversos setores. O maior desafio para a para a agricultura, na cadeia de produção de alimentos, será o desenvolvimento de métodos e sistemas mais eficientes na aplicação e no uso da água e energia elétrica. Nesse contexto, o uso de sistemas embarcados utilizando portas lógicas programáveis  surge como ferramenta para automação e desempenha papel fundamental. O sistema embarcado desejado que se deve implementar é aquela que considera a informação de varias variáveis,  que são utilizadas na precisão do acionamento do sistema de produção agrícola, obtendo assim a melhor produtividade com a preservação dos recursos naturais.

Equipe do Projeto

Nome Função no projeto Função no Grupo Tipo de Vínculo Titulação
Nível de Curso
ANTONIO MARCOS DE MELO MEDEIROS
Email: amarcosmedeiros@gmail.com
Coordenador Pesquisador [professor] [doutor]
BRUNO QUIRINO DE OLIVEIRA
Email: brquirino@gmail.com
Pesquisador Pesquisador [professor] [doutor]
MARCOS ANTÔNIO DE SOUSA
Email: mas@pucgoias.edu.br
Pesquisador Líder [professor] [doutor]