Análise do consumo de energia para dispositivo IoT no monitoramento dos recursos hídricos de larga escala

Abstract

As redes de Internet das Coisas (IoT) são utilizadas para desenvolver soluções de automação em diversas áreas, como o monitoramento dos recursos hídricos de uma residência. Essas soluções têm um custo associado, e precisamos estar atentos às necessidades energéticas que elas apresentam. Propomos um estudo do consumo de energia de um sistema de gestão de água que é escalável, desde pequena até larga escala. Um dispositivo IoT de monitoramento do consumo de recursos hídricos composto por um Arduíno foi desenvolvido para servir de base para a análise inicial do consumo de energia e base para a rede de larga escala. Várias melhorias foram estudadas para reduzir o consumo de energia do dispositivo, e nossos resultados mostram até 69% de economia de energia. O consumo de energia da rede de larga escala também foi analisado em um contexto teórico, e melhorias também foram propostas. Possíveis estudos futuros sobre a densidade de dispositivos IoT na rede e como isso pode afetar o desempenho do sistema de gestão de água também foram apresentados.

Abstract: Internet of Things (IoT) networks are used to develop automation solutions in various areas, such as monitoring water resources in a home. These solutions have an associated cost, and we need to be aware of the energy needs they present. We propose a study of the energy consumption of a water management system that is scalable, from small to large scale. An IoT device for monitoring the consumption of water resources composed of an Arduino was developed to serve as a basis for the initial analysis of energy consumption and as a basis for the large-scale network. Several improvements have been studied to reduce device power consumption, and our results show up to 69% power savings. Large-scale grid energy consumption was also analyzed in a theoretical context, and improvements were also proposed. Possible future studies on the density of IoT devices in the network and how this can affect the performance of the water management system were also presented.