Otimização do protocolo RPL em um sistema de monitoramento do solo

Abstract

Resumo : O cultivo de soja é crucial para a economia global e, especialmente, para a brasileira, dada sua significativa contribuição para a produção de alimentos. A safra 22/23 resultou em 154,6 milhões de toneladas, conforme a Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB). O setor do agronegócio, segundo a Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil (CNA), representou 24,1% do Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro em 2023, com um valor estimado em R$ 2,62 trilhões. No entanto, os produtores enfrentam desafios com a crescente demanda, variabilidade climática e a competitividade global, necessitando de tecnologias inovadoras para manter a eficiência e a sustentabilidade. Este trabalho visa implementar um sistema de rede de sensores para monitoramento do cultivo da soja, utilizando o sistema operacional Contiki, o emulador Cooja, rádios conforme o padrão IEEE 802.15.4 e um coletor de energia eletromagnética. O objetivo é avaliar se os sensores podem operar exclusivamente com energia captada de ondas eletromagnéticas no ambiente, reduzindo a dependência de baterias e infraestrutura elétrica. O projeto envolve a definição de requisitos para monitoramento da qualidade do solo, desenvolvimento da rede de sensores e configuração do protocolo RPL. A simulação do sistema no Cooja visa coletar dados de consumo de energia, atraso, perda e jitter na comunicação, proporcionando uma análise completa da viabilidade e eficiência do sistema proposto.

Abstract : Soybean cultivation is vital for the global economy and particularly for Brazil, given its substantial contribution to food production. The 22/23 crop yielded 154.6 million tons according to the National Supply Company (CONAB). In 2023, the agribusiness sector, as reported by the Confederation of Agriculture and Livestock of Brazil (CNA), accounted for 24.1% of Brazil's GDP, estimated at R$ 2.62 trillion. However, producers face challenges such as increasing demand, climatic variability, and global competitiveness, necessitating innovative technologies to maintain efficiency and sustainability. This work aims to implement a sensor network system for soybean monitoring, utilizing the Contiki operating system, Cooja emulator, IEEE 802.15.4 radios, and an electromagnetic energy harvester. The goal is to assess whether the sensors can operate solely with energy harvested from ambient electromagnetic waves, reducing reliance on batteries and electrical infrastructure. The project involves defining requirements for soil quality monitoring, developing the sensor network, and configuring the RPL protocol. System simulation in Cooja will gather data on energy consumption, delay, loss, and jitter in communication, providing a comprehensive analysis of the proposed system's viability and efficiency.