Desempenho Energético no FreeRTOS com Paralelismo em Relação a Sistema Sequencial em um Protótipo de Hidrômetro LoRa

• Robert A. Cabral Instituto de Pesquisas Eldorado
• Paulo A. C. UFC
• Michel S. Bonfim UFC
• Emanuel F. Coutinho UFC

DOI: https://doi.org/10.5753/semish.2025.8178

Resumo

Este artigo apresenta uma análise do desempenho energético de um sistema IoT para monitoramento hídrico. O estudo comparou duas implementações distintas: uma baseada no sistema operacional de tempo real FreeRTOS e outra utilizando o framework Arduino. Os testes foram realizados em um ambiente controlado, assegurando condições uniformes para ambas as abordagens, minimizando as variações decorrentes do processo de teste. Os resultados demonstraram que o FreeRTOS oferece vantagens significativas em termos de eficiência energética devido ao seu gerenciamento multitarefa, enquanto o Arduino se destacou pela simplicidade de implementação. O estudo ressalta o impacto das escolhas de software na autonomia de sistemas embarcados IoT, com foco na importância de uma gestão energética eficiente para garantir a sustentabilidade de sistemas IoT em aplicações de monitoramento remoto.

Referências

ANA (2024). Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil 2024. ANA.

Ashton, K. (2009). That ’internet of things’ thing. RFID Journal, 22(7):97–114.

Ayatullah, M. D., Wibowo, G. H., Febrita, R. E., Prasetyo, J. A., Sarosa, M., and Hapsari, R. I. (2023). Smart water meter based on lora communication technology. International Conference on Advanced Mechatronics, Intelligent Manufacture and Industrial Automation (ICAMIMIA).

Cavalcanti, M. (2025). Microcontrolador: Framework - o que é e quais as suas vantagens? Accessed: January 11, 2025.

Cooling, J. (2020). Real-Time Operating Systems: The Engineering of Real-Time Embedded Systems. CreateSpace Independent Publishing Platform, 3rd edition.

Felinto Filho, G. G. (2023). Aplicações do lora para monitoramento hídrico. Dissertação de Mestrado.

FreeRTOS (2024). What is freertos? Accessed: January 9, 2025.

González, E., Casanova-Chafer, J., Romero, A., Vilanova, X., Mitrovics, J., and Llobet, E. (2020). Lora sensor network development for air quality monitoring or detecting gas leakage events. Sensors, 20(21).

Gorawski, M., Marjasz, R., Grochla, K., and Frankiewicz, A. (2024). Comparative analysis of energy consumption in simulated lora water meter reconfiguration vs. real-world readings. IFIP Networking Conference.

Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., and Palaniswami, M. (2013). Internet of things (iot): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7):1645–1660.

Kurdija, A., Mostarac, P., Željko Ilić, Bruvo, S., Šišul, G., and Marić, I. (2024). Implementation and analysis of lorawan technology for remote water meter reading in urban areas. International Conference on Smart Systems and Technologies.

Migabo, E., Djouani, K., and Kurien, A. (2021). Design of an energy efficient lorawan-based smart iot water meter for african municipalities. International Conference on Electrical, Computer and Energy Technologies (ICECET).

MME, M. d. M. e. E. and EPE, E. d. P. E. (2007). PNE 2030 - Plano Nacional de Energia 2006-2007. Ministerio de Minas e Energia, 11 Eficiên.

Mór, S., Alves, M., Lima, J., Maillard, N., and Navaux, P. (2010). Eficiência energética em computação de alto desempenho: Uma abordagem em arquitetura e programação para green computing. In Anais do XXXVII Seminário Integrado de Software e Hardware, pages 346–360, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.

PlatformIO (2025). Arduino framework — platformio documentation. Accessed: January 11, 2025.

STMicroelectronics (2020). STM32F0 Series Reference Manual. Accessed: January 10, 2025.

Tanenbaum, A. S. and Bos, H. (2022). Modern Operating Systems. Pearson Education, 4th edition.