Implementação de um sistema de aquisição e transmissão de dados de uma unidade geradora fotovoltaica para monitoramento remoto

Abstract

RESUMO: Nos últimos anos, tem-se observado um expressivo aumento no número de sistemas de geração de energia solar. Diante desse cenário, surge a necessidade premente de implementar soluções eficazes para o monitoramento das estruturas, visando gerir os recursos instalados, mensurar a eficiência dos sistemas e identificar possíveis anomalias em seu comportamento. Diante desse contexto, o presente trabalho propõe a implementação de um sistema de aquisição de dados por meio de sensores, com a posterior transmissão dos dados coletados para um cliente remoto. A comunicação entre os dispositivos foi estabelecida utilizando o protocolo MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), reconhecido por sua leveza e eficiência na troca de mensagens em tempo real. Esse protocolo possibilita a comunicação assíncrona entre os sensores e o sistema de captura, assegurando a transmissão confiável dos dados. Para a implementação do sistema de captura de dados, optou-se pelo hardware RaspberryPi. Esta escolha baseia-se nas características do RaspberryPi, um computador de placa única de baixo custo e dimensões reduzidas, adequado para aplicações embarcadas. O RaspberryPi oferece capacidades de processamento e conectividade, tornando-o ideal para a aquisição e armazenamento dos dados provenientes dos sensores. A escolha da base de dados recaiu sobre o InfluxDB, um banco de dados de séries temporais desenvolvido para armazenar e consultar dados que variam ao longo do tempo. O InfluxDB destaca-se pela otimização em lidar com grandes volumes de dados provenientes de sensores, possibilitando consultas rápidas e eficientes. A implementação da lógica do sistema, englobando a comunicação com os sensores, o processamento dos dados e a integração com o InfluxDB, foi realizada utilizando a linguagem de programação Python. A combinação sinérgica dessas tecnologias resultou na criação de um sistema completo e eficiente para a captura e monitoramento dos dados dos sensores em uma estação fotovoltaica. Este sistema proporciona uma gestão mais precisa e inteligente do sistema, contribuindo para a eficiência e confiabilidade da geração de energia solar.

ABSTRACT: In recent years, there has been a significant growth in the number of solar energy generation systems. In response to this trend, there arises the urgent need to implement effective solutions for monitoring these structures, aiming to manage installed resources, measure system efficiency, and identify potential anomalies in their behavior. In light of this context, this study proposes the implementation of a data acquisition system using sensors, with subsequent transmission of the collected data to a remote client. Communication between devices was established using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol, renowned for its lightweight and efficient real-time message exchange. This protocol enables asynchronous communication between sensors and the capture system, ensuring reliable data transmission. For the implementation of the data capture system, the Raspberry Pi hardware was chosen. This selection is based on the characteristics of the Raspberry Pi, a low-cost, single-board computer with compact dimensions suitable for embedded applications. The Raspberry Pi offers processing and connectivity capabilities, making it ideal for acquiring and storing data from sensors. The choice of the database fell on InfluxDB, a time-series database specifically designed to store and query data that varies over time. InfluxDB stands out for its optimization in handling large volumes of sensor data, allowing for quick and efficient queries. The logic of the system, encompassing communication with sensors, data processing, and integration with InfluxDB, was implemented using the Python programming language. The synergistic combination of these technologies resulted in the creation of a comprehensive and efficient system for capturing and monitoring sensor data in a photovoltaic station. This system provides more precise and intelligent management of the solar energy generation system, contributing to its efficiency and reliability.