IoT-based waste management: a new approach for smart cities

TLDR: In this article, a modelo de referencia baseado in IoT and descrito e describimento of the solucoes disponiveis e apresentada, with o objetivo of determining the abordagens mais relevantes and identificar questoes abertas de pesquisa.

Abstract: Com o aumento da densidade populacional e o exodo rural para as cidades, a urbanizacao esta assumindo proporcoes extremas e apresenta um tremendo problema urbano relacionado a geracao de residuos. O aumento da geracao de residuos tem sido considerado um desafio significativo para os centros urbanos em todo o mundo e representa uma questao critica para os paises com crescimento populacional acelerado nas cidades. A Internet das Coisas (do Ingles, Internet of Things – IoT) e a computacao em nuvem (do Ingles, Cloud computing) oferecem uma possibilidade de automacao por meio de sistemas ciber-fisicos que mudarao a maneira como o gerenciamento de residuos solidos e realizado. Considerando os requisitos de IoT, esta dissertacao explora uma analise de revisao dos modelos de gestao de residuos disponiveis na literatura, efetua uma profunda revisao literaria relacionada a infraestrutura de IoT para o manuseio eficiente de residuos gerados em cenarios urbanos, focando na interacao entre concessionarias e geradores de residuos (cidadaos) na perspectiva de um menor tempo de coleta com reducao de custos, bem como promocao da cidadania. Um modelo de referencia baseado em IoT e descrito e uma analise comparativa das solucoes disponiveis e apresentada, com o objetivo de destacar as abordagens mais relevantes e identificar questoes abertas de pesquisa sobre o tema. Em seguida, e proposto um sistema integrado que combina identificacao por meio de sensores ultrassonicos e sensores de celula de carga, localizacao por Sistema de Posicionamento Global (em ingles, Global Positioning System - GPS) e comunicacao atraves do Sistema Global de Comunicacoes Moveis (do ingles, Global System for Mobile Communications - GSM) / Servicos Gerais de Pacote por Radio (do ingles, General Packet Radio Service - GPRS). Em outras palavras, tudo para fornecer aos cidadaos uma melhor metodologia de disposicao dos residuos gerados em suas residencias, alem de ser facilmente integrado ao servico de coleta municipal para auxiliar no agendamento eficiente da coleta, promovendo rotas otimizadas. E por fim e apresentado a integracao do sistema com uma camada de software, denominada Middleware que recebe os dados transmitidos pelo dispositivo inteligente, executa os tratamentos necessarios e faz o armazenamento desses dados para que a aplicacao atraves do App desenvolvido para smartphones possa, via Internet, acessar os dados presentes no middleware e disponibilizar informacao aos usuarios. A solucao e demonstrada, validada e esta pronta para uso.