Proposta de um framework para automação residencial visando um ambiente restaurador

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto completo de um sistema de automação residencial que utiliza como dado de entrada a leitura da frequência cardíaca de um indivíduo e utiliza esses dados para controle de dispositivos com o intuito de promover um ambiente restaurador, reduzir o estresse e melhorar a qualidade de vida do usuário. O trabalho contempla os passos realizados para obtenção da leitura da frequência cardíaca a partir de uma pulseira inteligente disponível no mercado. Contempla a implementação de uma plataforma web para que o usuário possa interagir com as variáveis que definem o sistema e também visualizar o histórico do monitoramento de sua frequência cardíaca. Há também a escolha e implementação do protocolo de comunicação para integração de todos os módulos do sistema. Neste trabalho há o projeto de dispositivos com o intuito de gerar um ambiente restaurador, sendo eles: um dispositivo para envio de comandos infravermelhos para interação com um condicionador de ar e controle da temperatura do ambiente, um dispositivo para controle da cor e intensidade da iluminação do ambiente, e um dispositivo para atuar como uma tomada inteligente. O projeto desses dispositivos contempla a escolha de um microcontrolador para servir como base, o princípio de funcionamento e diagramas esquemáticos contendo o circuito implementado de cada dispositivo. Todos os dispositivos foram então instalados no quarto da residência do autor, que configurou o sistema para suas preferências e utilizou-o ao decorrer de um dia para poder avaliar a efetividade do ambiente restaurador gerado e a lógica de ativação do sistema em relação ao estado emocional do usuário. Os resultados dessa avaliação foram julgados como satisfatórios, mas apontaram a necessidade da utilização de mais sinais vitais como entrada do sistema para eliminação de falsos positivos ao caracterizar um estado de estresse do usuário.

This work presents the complete project of a home automation system that uses an individual heart rate frequency as input data to control devices aimed at fostering a restorative environment, reducing stress, and enhancing the user’s quality of life. The work contemplates the steps taken to obtain a heart rate reading from a smart band available on the market. It includes the implementation of a web platform allowing the user to interact with the system’s defining variables and to visualize the history of their heart rate monitoring. Additionally, it involves the selection and implementation of a communication protocol to integrate all system modules. Within this work, there is the design of devices intended to create a restorative environment, including: a device for sending infrared commands to interact with an air conditioner and control room temperature, a device for controlling ambient lighting color and intensity, and a device acting as a smart socket. The design of these devices involves the selection of a microcontroller as a base, the working principle, and schematic diagrams containing the implemented circuit of each device. All devices were then installed in the author’s bedroom, who configured the system to his preferences and used it for one day to assess the effectiveness of the generated restorative environment and the system activation logic concerning the user’s emotional state. The results of this evaluation were deemed satisfactory, but indicated the need for incorporating additional vital signs as system inputs to eliminate false positives when characterizing an user’s stress state.