Acoustic smart sensors

Abstract

Nowadays buildings are being progressively integrated with an increasing number of sensors . Most of the times this sensors have quite speci c functions, butane sensors, propane sensors, carbon monoxide sensors, pyroelectric motion sensors, and this is what limits their eld of action. Introducing a certain level of autonomy to a sensor, i.e., send, process and receiving information can increase the interactivity and market attractiveness of a building. Within this point of view, and over-viewing the building conjuncture, it can be concluded that smart sensors will be installed during the construction, in recently constructed buildings, but also in buildings with several years which commonly have an physical electric network. This implies that this type of units will need to have an option to be retro tted and, to a certain degree, a simple installation. In this thesis, it is proposed the creation of an integrated solution using the wall of a room as a human interface. This system can establish communication with the gateway of a smart home using a previous researched, e cient and safe wireless protocol. Once the connection is established the gateway can execute a large variety of functions that can be programmed in the home central unit (gateway). The thesis hereby presented consists in a study of wireless communication protocols with respect to reliability, safety and practicality and in the research of the fusion between sensors, processing ability and communication interfaces with the intent of producing a prototype.

As habitações actuais são incorporadas com uma variedade cada vez mais vasta de sensores e actuadores. Estes sensores, na maioria das situações, tem uma função bastante especifica, sensores de gás butano, sensores de gás propano, sensores de monóxido de carbono, sensores piroeletricos. Através da introdução de autonomia a cada um destes sensores, nomeadamente, enviar, processar e receber informação, e possível tornar uma habitação num centro de partilha de informações fulcrais, acessível a partir de qualquer ponto. Nesta perspectiva, analisando a conjuntura habitacional deduz-se rapidamente que a aplicação de sensores inteligentes nao poderá ser feita apenas em novas habitações mas também terá que ser implementada em habitações que já possuem uma rede eléctrica implementada. Isto implica desde logo, que este tipo de equipamentos possam ser adaptados a redes que estão em utilização (retrotting) e que sejam de fácil acesso durante a instalação e manutenção. Desta forma entram em cena os protocolos de comunicação sem fios. Estes permitem nao somente a interligação dos sensores inteligentes (sensor, processador, interface de comunicação), mas também a sua ligação a actuadores e a interfaces pessoa-máquina, sem se por a necessidade de alterações físicas das habitações. A criação de uma soluçao integradora, utilizando a parede de uma habitação como interface humana e apresentada ao longo deste documento. Este sistema comunica com o gateway de uma casa inteligente utilizando a tecnologia wireless que será estudada e definida como a mais eficiente e segura. Uma vez interligada com o gateway poderá efectuar um conjunto vasto de operações, que estarão definidas no processador da unidade central da casa. A dissertação aqui apresentada consiste na analise de protocolos de comunicação wireless, e na concepção de um sistema de interface humana embutido nas paredes de edifícios habitacionais.