A análise dos trabalhos relacionados realizada neste capítulo foi baseada nas premissas de concepção da Arquitetura SAUI. Esta análise buscou caracterizar os diversos desafios de pesquisa que foram considerados na proposição da SAUI, especialmente os aspectos relacionados ao processamento dos dados contextuais visando à identificação de situações, considerando uma estratégia híbrida para tratamento do contexto.
A revisão de literatura apresentada neste capítulo apontou a necessidade de uma abordagem para representação e processamento do contexto que seja capaz de lidar com a elevada distribuição do ambiente ubíquo, bem como tenha capacidade de raciocínio para identificação de situações.
A comparação da Arquitetura SAUI com os projetos relacionados caracterizou sua contribuição científica, demonstrando seu principal diferencial em relação a estes projetos, o qual corresponde ao suporte concomitante para operação distribuída, tratamento autônomo dos dados contextuais baseado em eventos e regras, e processamento híbrido do contexto, visando à identificação de situações, considerando um ambiente ubíquo cuja infraestrutura é provida pela IoT.
O próximo capítulo apresenta a concepção da Arquitetura SAUI, destacando suas principais características e funcionalidades.
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CONCEPÇÃO DA ARQUITETURA SAUI
Este capítulo apresenta a concepção dos componentes da Arquitetura SAUI para tratamento das informações contextuais, visando prover suporte à Ciência de Situação das aplicações ubíquas, tendo em vista a infraestrutura computacional da Internet das Coisas.
O esforço de concepção da Arquitetura SAUI considera os princípios operacionais do middleware EXEHDA, contribuindo com o seu Subsistema de Reconhecimento de Contexto e Adaptação, ampliando suas funcionalidades de forma a atender demandas inerentes à Ciência de Situação.
Nas Seções deste Capítulo são apresentadas as características e funcionalidades da Arquitetura SAUI, sendo sistematizados: (i) o processo de identificação de situações, com base em uma abordagem híbrida definida para a representação e o processamento do contexto; e (ii) a especificação dos módulos que constituem os servidores de Contexto e de Borda que formam a arquitetura, tendo em vista sua organização de forma distribuída, e suas funcionalidades disparadas por eventos e tratadas por regras.
4.1
Visão Geral da Arquitetura SAUI
A Arquitetura SAUI busca contemplar uma abordagem: (i) distribuída, permitindo a coleta e processamento das informações contextuais em diferentes localizações, bem como a atuação sobre o meio, considerando a infraestrutura da Internet da Coisas; (ii) dirigida por eventos, viabilizando a possibilidade de associação de regras aos contextos de interesse das aplicações, as quais possuem as condições e ações associadas a um evento, sendo estas regras disparadas automaticamente em função de mudanças no estado dos contextos de interesse; e (iii) híbrida, possibilitando o uso combinado de modelos de contexto por uma determinada aplicação, bem como a utilização concomitante de modelos de contexto específicos para as diferentes aplicações em execução. Ainda, viabiliza a combinação de técnicas baseadas em especificação e aprendizagem visando à identificação de situações. Esse aspecto provê suporte ao processamento híbrido do contexto de interesse das aplicações e a decorrente identificação de situações que podem ser usadas pelas aplicações no processo de tomada de decisão para disparo de ações.
No ambiente ubíquo gerenciado pelo middleware EXEHDA (vide Seção 2.5.1) é instanciada a Arquitetura SAUI, com a inclusão de abstrações que ampliam a proposta original do ambiente provido pelo EXEHDA, conforme mostra a Figura 4.1. Particularmente, a SAUI inclui funcionalidades que proveem suporte para a Ciência de Situação. A proposta original do EXEHDA não contempla a Ciência de Situação, abrangendo a Ciência de Contexto nos seguintes aspectos: obtenção de dados de contexto, distribuição destes dados e tradução dos mesmos em elementos de contexto com maior
nível de abstração. Este processo de tradução possui elevada dependência das aplicações, sendo feito por algoritmos e estruturas de dados particulares para cada tipo de aplicação (vide Seção 2.5).
O ambiente ubíquo é constituído por células em que se distribuem os dispositivos computacionais, sendo seus componentes básicos: (i) EXEHDAbase: elemento central da célula responsável por todos serviços básicos e referência para os demais elementos; (ii) EXEHDAnodo: corresponde aos dispositivos computacionais responsáveis pela execução das aplicações; (iii) EXEHDAnodo móvel: tipo específico de EXEHDAnodo que corresponde aos dispositivos móveis que podem se deslocar entre as células do ambiente ubíquo, como notebooks, tablets ou smartphones; e (iv) EXEHDAborda: elemento de borda do ambiente ubíquo, responsável por fazer a interoperação entre os serviços do middleware e os dispositivos da Internet das Coisas.
A abordagem para tratamento do contexto na Arquitetura SAUI compreende dois tipos de servidores: o Servidor de Borda, cujos componentes de software são responsáveis pelas funcionalidades que permitem interação com o meio físico através de sensores e atuadores, e o Servidor de Contexto que é constituído por componentes de software que proveem armazenamento e processamento das informações de contexto, bem como raciocínio para identificação de situações.
Na Figura 4.1 é possível ver os servidores de Borda e Contexto da Arquitetura SAUI mapeados sobre o ambiente ubíquo. O Servidor de Borda é instanciado em equipamentos do tipo EXEHDAborda, enquanto o Servidor de Contexto é alocado no EXEHDAbase da célula.
Figura 4.1: Ambiente Ubíquo Gerenciado pelo EXEHDA
A Arquitetura SAUI provê interoperabilidade: (i) entre os Servidores de Borda e o Servidor de Contexto; (ii) entre os Servidores de Contexto localizados em diferentes células do ambiente ubíquo gerenciado pelo EXEHDA; e (iii) com outros serviços do
middleware ou aplicações. Uma visão geral da Arquitetura SAUI é apresentada na Figura 4.2.
Figura 4.2: Visão Geral da Arquitetura SAUI