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Tipo: Dissertação
Data do documento: 28-Fev-2024
Autor(es): MACEDO, Wilson Antonio Cosmo
Primeiro(a) Orientador(a): BARROS, Fabrício José Brito
Título: Estimação de descarga de dispositivo IoT usando deep learning com otimização NSGA-II
Citar como: MACEDO, Wilson Antonio Cosmo. Estimação de descarga de dispositivo IoT usando deep Learning com Otimização NSGA-II. Orientador: Fabrício José Brito Barros .2024. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16760. Acesso em:.
Resumo: O aumento das aplicações de redes IoT (Internet das Coisas) destaca a necessidade de otimizar a gestão de energia nestes sistemas, pois a eficiência energética é crucial para a adaptabilidade das implementações que referem-se à IoT. Este estudo analisa as curvas de descarga de uma bateria recarregável em um contexto de rede IoT que utiliza comunicação LoRa (Long Range) e vários sensores, com o objetivo de gerar múltiplas curvas de descarga para estimar o comportamento da bateria nesse cenário. Essas curvas foram utilizadas para treinar uma Rede Neural Artificial (RNA) de várias camadas, implementando técnicas de Deep Learning, na qual a arquitetura da RNA foi delineada usando o algoritmo de Otimização Multiobjetivo NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II), o que resultou em modelos com capacidade de estimar o tempo de descarga da bateria ao analisar um segmento do processo de descarga observado pelo modelo com erro médio quadrático de aproximadamente dois minutos para o modelo mais eficiente encontrado. Este resultado representa uma margem muito positiva, visto que a extensão dos testes de descarga são de até aproximadamente setenta e uma horas e a taxa de amostragem de coleta dos dados é de um minuto.
Abstract: The increasing adoption of IoT (Internet of Things) network applications highlights the need to optimize energy management in these systems, because energy efficiency is crucial for the adaptability of IoT implementations. This study analyzes the discharge curves of a rechargeable battery in an IoT network context utilizing LoRa (Long Range) communication and various sensors, with the objective of generating multiple discharge curves to estimate the battery behavior in this scenario. These curves were used to train a Multilayer Artificial Neural Network (ANN), implementing Deep Learning techniques, where the ANN architecture was outlined using the NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) Multi-objective Optimization algorithm. This resulted in models capable of estimating the battery discharge time by analyzing a segment of the discharge process observed by the model with a mean squared error of approximately two minutes for the most efficient model found. This result represents a very positive margin, considering that the duration of the discharge tests extends to approximately seventy-one hours and the data collection sampling rate is one minute.
Palavras-chave: IoT
Descarga
LoRa
Deep learning
NSGA-II
Área de Concentração: TELECOMUNICAÇÕES
Linha de Pesquisa: PROCESSAMENTO DE SINAIS
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte URI: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
Aparece nas coleções:Dissertações em Engenharia Elétrica (Mestrado) - PPGEE/ITEC

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