Participantes:

Bernardo Polese

Emanuel Baldissera

Thiago Benvegnu

Resumo do projeto:

O Report surge para colaborar com uma direção mais econômica e segura, indicando os fundamentos que podem ser otimizados pelos condutores, reduzindo custos com manutenção, consumo de combustível e colaborando para a preservação do meio ambiente.

Descrição do projeto:

Apresentação

De acordo com o estudo “A Driver Assistance System for Improving Commercial Vehicle Fuel Economy” publicado na sociedade dos engenheiros automotivos [1], até 35% da variação no consumo de combustível está diretamente relacionada com o comportamento do motorista. Com base nessa informação, é possível considerar que a utilização não otimizada de um veículo acarreta tanto em custos para o proprietário como danos ao meio ambiente, visto que um veículo operado de forma eficiente consome menos combustível, requer menos reparos e emite menos gases poluentes na atmosfera.

Na atualidade praticamente todos os veículos fabricados são dotados de unidades de controle eletrônico (ECU) que, em sua grande maioria, comunicam-se por meio barramentos CAN 2.0A ou CAN 2.0B, de onde é possível coletar uma vasta gama de informações acerca do veículo e com elas, construir um perfil de direção do motorista.

Assim, o dispositivo Report está sendo desenvolvido com o intuito de facilitar a difícil tarefa de padronizar a condução de veículos com facilidade no âmbito físico (instalação do dispositivo nos veículos) e também no digital, valendo-se da chamada “fog-computing” para minimizar o tráfego de dados na rede e reduzir a necessidade de processamento no back-end.

O que é?

Um dispositivo eletrônico que coleta dados de caminhões em tempo real, posição do veículo e os utiliza para gerar relatórios com informações da viagem realizada que são disponibilizados em uma plataforma IoT.

Por que utilizar?

A função do Report é conectar caminhões na IoT, para que mesmo distantes, gestores de frotas possam visualizar com o detalhes que ocorre nos veículos durante as viagens podendo assim avaliar a performance dos motoristas e atuar diretamente nos pontos necessários para otimizar sua condução, reduzindo o consumo de combustível, manutenção e desgaste de pneus sem prejudicar o desempenho na operação.

Segundo a Confederação Nacional de Transportes o treinamento de motoristas de caminhão reduz o consumo de combustível em 12% ou mais.[2] O Report pode ser peça chave no auxílio desta redução de consumo servindo como elo de ligação entre os veículos, motoristas e gestores de frota.

Nas Figuras 2.1 e 2.2 é possível comparar uma operação assistida pelo Report em relação à operações tradicionais. É importante observar como o aparelho se destaca por coletar e analisar o máximo de informações relevantes em tempo real, apresentando um relatório detalhado das características de condução apresentadas durante a viagem e também absorver o processamento que seria realizado no back-end, reduzindo o tráfego de informações com servidores.

Em que isso impacta na sociedade?

Estudos indicam que apenas uma pequena parcela dos motoristas profissionais procuram especialização ou se interessam em dirigir com foco em economia exigindo do veículo apenas o necessário para executar as entregas, este dado fica ainda mais evidente quando se leva em conta apenas motoristas contratados por transportadoras. [3].

Um caminhão no Brasil percorre cerca de 11.000 km/mês [1], um motorista treinado gasta cerca de 12% menos combustível em relação a motoristas sem acompanhamento. Levando em conta uma consumo médio de 0.33 l/km, o acompanhamento e treinamento de motoristas pode economizar cerca de 435 litros de Diesel por mês, um valor de grande impacto econômico e ambiental. Apesar de impactante nada disto é novidade, muitas ações são tomadas por transportadoras para minimizar estes gastos.

Uma prática bastante comum é bonificar motoristas que conseguem realizar suas entregas sem ultrapassar o limite de consumo estipulado. Avaliar o resultado é possível, mas como ajudar os motoristas a melhorarem seu desempenho? Como encontrar e implantar um padrão de condução para dezenas ou centenas de profissionais? Para facilitar esta difícil tarefa foi criado o Report.

Como funciona?

O Report é conectado nos barramentos de comunicação dos veículos onde trafegam as informações dos módulos e sensores durante o seu funcionamento. Com estas informações o Report gera relatórios com dezenas de parâmetros permitindo uma leitura clara do funcionamento do veículo e da forma como ele foi conduzido durante a viagem. Alguns parâmetros presentes no relatório são:

• Odômetro;
• Consumo total;
• Nível de combustível;
• Horímetro;
• Temperatura do motor;
• Temperatura do óleo do motor;
• Temperatura do óleo da transmissão;
• Pressão do óleo do motor ;
• Pressão do sistema pneumático;
• Distância da viagem;
• Tempo da viagem;
• Consumo total de combustível da viagem;
• Consumo de combustível com veiculo em movimento;
• Consumo de combustível com veículo ocioso;
• Tempo com veículo ocioso;
• Distância percorrida em rolagem;
• Tempo em rolagem;
• Contagem de kickdown;
• Contagem de freadas bruscas;
• Contagem de desacelerações bruscas;
• Distância percorrida em faixas de velocidades;
• Tempo com faixas de aceleração;
• Tempo com faixas de rotação e acelerando;
• Distância com faixas de rotação e não acelerando;
• Distância percorrida em modo econômico;
• Tempo com velocidade acima de 83 km/h;
• Distância percorrida em aclive;
• Distância percorrida em aclive nas faixas de aceleração;
• Distância percorrida em modo econômico em aclive;
• Distância percorrida nas faixas de pressão de turbo;
• Distância percorrida com piloto automático ativado;
• Tempo com embreagem pressionada;
• Distância percorrida com pedal de freio pressionado;
• Tempo com faixas de frenagem;
• Posições do início e fim da viagem.

Observando o trecho percorrido, o comportamento do veículo e do motorista com parâmetros atrelados à economia de combustível, é possível instruir os motoristas para melhorarem diretamente em seus pontos fracos, implicando em redução de custos para as transportadoras, aumento de renda para os motoristas (em empresas com bonificação) e maior segurança dos motoristas nas rodovias, visto que para alcançar a economia é necessário evitar altas velocidades e movimentos bruscos. Além dos benefícios diretos ainda há a redução de impactos ambientais causados por queima de combustível, descarte de peças e pneus.

Histórico do desenvolvimento:

Semana 1: 26/08 – 01/09

Na semana um foi focada no planejamento, documentação do projeto e testes iniciais.

• Elaboração de documentos:
  • Planejamento e descrição do projeto;
  • Elaboração do cronograma;
  • Organização da página do projeto (Embarcados);
• Teste de Hardware/Firmware do RPT V1:
  • Fonte de alimentação;
  • Comunicação CAN J1939;
  • Comunicação CAN J1708;
  • Comunicação UART RS232;
• Estudo e testes da placa UMTS&LTEEVB-KIT da Quectel:
  • Estudo da documentação;
  • Teste de comandos AT via terminal;
  • Aquisição de posições e configuração do protocolo;
  • Comunicação GPRS/3G/LTE;
• Testes práticos:
  • Teste do módulo RPT em caminhões;
  • Mapeamento de informações geradas em cada modelo de veículo;
  • Teste de funções para geração de relatórios (Firmware).

Semana 2 (02/09 – 08/09):

Na segunda semana conseguimos evoluir em alguns aspectos, especialmente em relação ao firmware do módulo RPT:

• Fizemos algumas análises no veículo para interpretar os dados que trafegam entre os módulos do veículo:

• A partir da análise foram corrigidos os bugs encontrados no RPT e implementadas algumas funções complementares relacionadas à leitura do barramento CAN;
• Realizamos alguns testes práticos com o RPT e desenvolvemos uma documentação com considerações pertinentes à instalação do dispositivo:

• Testamos algumas funções do Kit UMTS&LTEEVB-KIT utilizando o Qnavigator a fim de obter as posições de GPS via protocolo NMEA:

• Iniciamos as gravações do nosso vídeo de apresentação:

 

Semana 3 (10/09 – 15/09):

Nesta semana o foco foi a integração entre os módulos UMTS&LTEEVB-KIT e RPT:

• Conectamos os dois módulos e foram iniciadas as tratativas entre eles por comandos AT via UART:

• Desenvolvemos funções no firmware do RPT para o tratamento dos dados de GPS recebidos da UMTS&LTEEVB-KIT, tratando pacotes corrompidos ou erros de posição causados em casos de locais com baixo nível de sinal dos satélites;
• Foi utilizado o hardware do RPT  em conjunto com um software criado no visual studio para o desenvolvimento de uma solução que simula os barramentos de dados dos veículos para que possamos testar nosso sistema em bancada:

• Foi iniciado o desenvolvimento de uma página para a visualização e entrega dos relatórios utilizando a plataforma Tago IO.

Semana 4 (16/09 – 22/09):

Na quarta semana incrementamos a plataforma de visualização de dados e nos dedicamos a corrigir algumas questões de compatibilidade entre as partes que integram o sistema Report:

• Após compreender melhor os comandos AT, as respostas e pacotes de dados enviados pela UMTS&LTEEVB foi iniciada a integração com o módulo RPT:
• Foram desenvolvidas as funções de tratamento dos dados de GPS contendo funcionalidades como:
  • Leitura dos dados captados pela Quectel;
  • Parse dos dados feitos pelo RPT;
  • Tratamento e filtro para erros de posicionamento.
• Trabalhamos na página de visualização e agregamos à ela o calculo para gerar a avaliação dos motoristas:
  
• Percebemos que era necessário alterar a forma de envio dos dados para que os dados fossem compatíveis com a plataforma Tago. Assim, dedicamos um tempo para a modificação das funções que geram os pacotes JSON com relatórios do RPT.

Semana 5 (23/09 – 29/09):

• Finalizamos a plataforma de visualização e testamos a geração dos relatórios inserindo dados manualmente;
  • Link: https://admin.tago.io/public/dashboard/5b7786853b40eb00011e9843/70ccdd78-2e60-4963-a067-0ef6f76f0b11;
• Iniciamos a integração do sistema completo: Simulador do Veículo + UMTS&LTEEVB + RPT + Relatório;
  • Durante a integração tivemos que modificar o firmware do RPT e a forma de tratamento da plataforma. O pacote de dados JSON compatível com a plataforma Tago era composto por  2978 Bytes, extrapolando o buffer oferecido pelo módulo  BG96 (1548 Bytes), assim a solução encontrada foi dividir a informação em dois pacotes de tamanho inferior à 1548 Bytes;
• Tentamos fazer um teste do sistema no veículo, porém o mesmo não estava disponível. Este é um problema recorrente, visto que “parar” veículos acarreta em grande prejuízo às transportadoras;
• Dedicamos um tempo à edição do vídeo de apresentação e planejamento do vídeo de demonstração do funcionamento do produto.

Semana 6 (30/09 – 06/10):

• Testes e correção de bugs no firmware do módulo RPT;
• Tentamos desenvolver um algoritmo para identificar se o veículo está rodando carregado ou vazio utilizando os parâmetros disponíveis, porém não obtivemos sucesso;
• Prosseguimos trabalhando com o firmware de integração.

Semana 7 (07/10 – 13/10):

• Agradecemos à empresa parceira Ibor transporte rodoviário, por disponibilizar seus veículos para testes e implementação de novas funcionalidades:
• Trabalhamos na localização dos cabos de rede CAN para elaboração de manuais e instruções de instalação do dispositivo em cada modelo de veículo:

 

Semana 8 (14/10 – 20/10):

• Comparecemos à Futurecom 2018, onde tivemos a oportunidade de compartilhar nossas ideias com expositores, conhecer novas soluções no âmbito das telecomunicações e nos iterar à respeito das perspectivas para o futuro da tecnologia:
• 
• Terminamos a edição do vídeo de apresentação, faltando apenas a demonstração do produto para completá-lo;
• Avançamos no desenvolvimento do software pra o simulador.

Semana 9 (21/10 – 27/10):

• Apresentação do vídeo final do projeto

Hardware:

O hardware é composto por dois módulos, o primeiro é o RPT V1, hardware próprio que tem como função extrair os dados do veículo e processá-los gerando as informações referentes à qualidade da condução do motorista. O segundo é o kit de desenvolvimento EVB UMTS&LTEEVB-KIT equipado com a placa UG96 da Quectel utilizado para a aquisição de posição via GPS/Glonass e comunicação trafegando dados via 3G/LTE. A interface com o usuário se faz através da plataforma Tago  na qual os dados são recebidos e os relatórios e informações são disponibilizados para visualização.

 

 

Software/Firmware:

Referências:

[1] CNT, Sondagem CNT de eficiência energética no transporte rodoviário de cargas 2015, Confederação Nacional do Transporte – Brasília, 2015, disponível em: http://www.cnt.org.br/Estudo/sondagem-expectativas-economicas-do-transportador

[2] CNT, Pesquisa CNT de perfil dos caminhoneiros 2016, Confederação Nacional do Transporte – Brasília, 2016, disponível em: http://www.cnt.org.br/Pesquisa/perfil-dos-caminhoneiros

[3] ARRUDA JÚNIOR, Jurandi da Silva, Desenvolvimento de um método para redução do consumo de combustível no transporte rodoviário de cargas: capacitação, aplicações de torque e telemetria para veículos pesados, UNB – Brasília, 2014, disponível em: http: //repositorio.unb.br/handle/10482/17898