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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8562| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Desenvolvimento e avaliação de um equipamento eletrônico para monitorar odor no contexto de Cidades Inteligentes |
| Other Titles: | Development and evaluation of an electronic device for odor monitoring in the context of Smart Cities |
| Autor: | Xavier, Felipe Natã de Camargo ![]() |
| Primeiro orientador: | Camargo, Edson Tavares de |
| Primeiro coorientador: | Martins, Leila Droprinchinski |
| Segundo coorientador: | Lindino, Cleber Antonio |
| Primeiro membro da banca: | Camargo, Edson Tavares de |
| Segundo membro da banca: | Oyamada, Marcio Seiji |
| Terceiro membro da banca: | Santos, Jane Meri |
| Resumo: | A crescente urbanização e a expansão de atividades industriais e agroindustriais têm intensificado problemas relacionados à emissão de odores e à degradação da qualidade do ar. O monitoramento e a identificação desses poluentes ainda representam um desafio devido ao custo dos equipamentos de e à limitada disponibilidade de tecnologias para fiscalização ambiental. Nesse contexto, este trabalho apresenta o desenvolvimento e a avaliação de um sistema eletrônico para monitoramento e identificação de odores. O sistema proposto consiste em um arranjo de sensores de baixo custo, incluindo sensores eletroquímicos e do tipo Photo Ionization Detector (PID), capaz de detectar gases odorantes relevantes, como sulfeto de hidrogênio (H2S), amônia (NH3), dióxido de enxofre (SO2), metanotiol (CH3SH) e compostos orgânicos voláteis (VOC). O equipamento integra um sistema embarcado responsável pela aquisição, pré-processamento e armazenamento dos sinais, além da transmissão remota dos dados por meio do protocolo LoRaWAN.Ametodologiaexperimentalincluiuensaios laboratoriais para avaliação da influência de temperatura e umidade na resposta dos sensores, testes com amostras de odor para análise de perfis odoríferos, experimentos com concentrações conhecidas de H2S e campanhas de campo em diferentes cenários, incluindo ambiente de compostagem, ambiente urbano e estrebaria de gado leiteiro. Adicionalmente, foi avaliada a influência do regime de amostragem (fluxo ativo e passivo), evidenciando o impacto do sistema de admissão de ar na dinâmica de resposta dos sensores. Os resultados demonstraram que o sistema é capaz de diferenciar perfis de odor de forma indicativa. A aplicação de técnicas de aprendizado de máquina, como Kernel PCA e Random Forest, permitiu a identificação de padrões, reforçando a abordagem baseada em análise multivariada típica de narizes eletrônicos. Como contribuição adicional, foram formados conjuntos de dados representativos de diferentes cenários de emissão odorífera, incluindo um dataset urbano no município de Toledo e um dataset agropecuário em ambiente de bovinocultura leiteira. Os resultados obtidos indicam que sistemas baseados em sensores de baixo custo, integrados a técnicas de aprendizado de máquina e infraestrutura IoT, constituem uma alternativa promissora para o monitoramento ambiental e a identificação de odores, especialmente em aplicações distribuídas no contexto de cidades inteligentes. |
| Abstract: | The increasing urbanization and the expansion of industrial and agro-industrial activities have intensified problems related to odor emissions and air quality degradation. The monitoring and identification of these pollutants remain challenging due to the cost of reference equipment and the limited availability of technologies for environmental regulation and control. In this context, this work presents the development and evaluation of an electronic system for odor monitoring and identification. The proposed system consists of a low-cost sensor array, including electrochemical sensors and a Photo Ionization Detector (PID), capable of detecting relevant odorant gases such as hydrogen sulfide (H2S), ammonia (NH3), sulfur dioxide (SO2), methanethiol (CH3SH), and volatile organic compounds (VOC). The device integrates an embedded system responsible for data acquisition, preprocessing, and storage, as well as remote data transmission using the LoRaWANprotocol. The experimental methodology included laboratory tests to evaluate the influence of temperature and humidity on sensor response, odor sample tests for odor profile analysis, experiments with known concentrations of H2S, and field campaigns in different scenarios, including composting environments, urban areas, and a dairy cattle barn. Additionally, the influence of the sampling regime (active and passive flow) was evaluated, highlighting the impact of the air intake system on sensor response dynamics. The results demonstrated that the system is capable of indicatively distinguishing odor profiles. The application of machine learning techniques, such as Kernel PCA and Random Forest, enabled pattern recognition, reinforcing the multivariate analysis approach typical of electronic noses. As an additional contribution, representative datasets of different odor emission scenarios were generated, including an urban dataset in the city of Toledo and an agricultural dataset in a dairy cattle environment. The results indicate that systems based on low-cost sensors, integrated with machine learning techniques and IoT infrastructure, represent a promising alternative for environmental monitoring and odor identification, particularly in distributed applications within the context of smart cities. |
| Keywords: | Nariz eletrônico Monitoramento ambiental Classificação de odores Cidades inteligentes Electronic nose Environmental monitoring Odor classification Smart cities |
| CNPq areas: | Sistemas de Computação |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
| Sigla da instituição: | UNIOESTE |
| Departamento: | Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação |
| Campun: | Cascavel |
| Citation: | XAVIER, Felipe Natã de Camargo. Desenvolvimento e avaliação de um equipamento eletrônico para monitorar odor no contexto de Cidades Inteligentes. 2026. 106 f. Dissertação( Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel . |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8562 |
| Issue Date: | 28-Apr-2026 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Ciência da Computação (CVL) |
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