Estimação de descarga de dispositivo IoT usando deep learning com otimização NSGA-II

dc.contributor.advisor1BARROS, Fabrício José Brito
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9758585938727609pt_BR
dc.creatorMACEDO, Wilson Antonio Cosmo
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7463023376661716pt_BR
dc.date.accessioned2025-01-27T20:29:57Z
dc.date.available2025-01-27T20:29:57Z
dc.date.issued2024-02-28
dc.description.abstractThe 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.pt_BR
dc.description.resumoO 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.pt_BR
dc.identifier.citationMACEDO, 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:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16760
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Tecnologiapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.source.uriDisponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.brpt_BR
dc.subjectIoTpt_BR
dc.subjectDescargapt_BR
dc.subjectLoRapt_BR
dc.subjectDeep learningpt_BR
dc.subjectNSGA - IIpt_BR
dc.subject.areadeconcentracaoTELECOMUNICAÇÕESpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESpt_BR
dc.subject.linhadepesquisaPROCESSAMENTO DE SINAISpt_BR
dc.titleEstimação de descarga de dispositivo IoT usando deep learning com otimização NSGA-IIpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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