O estudo dos trabalhos relacionados foi desenvolvido em duas etapas. Em um primeiro momento, foram apresentadas as principais caracter´ısticas destes trabalhos, objetivando identificar as tend ˆencias no tema da pesquisa, bem como contribuir com a definic¸ ˜ao das premissas da proposta. Em um segundo momento, nesta sec¸ ˜ao, os trabalhos relacionados s ˜ao discutidos, tendo por base aspectos decorrentes das premissas consideradas para concepc¸ ˜ao do EXEHDA-UC. Estes aspectos, considerados na comparac¸ ˜ao entre os trabalhos relacionados (vide tabela 2), est ˜ao relacionados a seguir:
1. Arquitetura (distribu´ıda ou centralizada)
2. Sensoriamento (suporte a redes de sensores) 3. Aquisic¸ ˜ao dos dados de contexto
4. Modelagem do contexto (t ´ecnica(s) empregada(s)) 5. Armazenamento dos dados de contexto
6. Consulta sobre os dados de contexto 7. Suporte ao tratamento de regras 8. Suporte `a atuac¸ ˜ao sobre o meio
Com relac¸ ˜ao `a concepc¸ ˜ao da arquitetura para consci ˆencia de contexto, a maioria dos trabalhos estudados possui arquiteturas distribu´ıdas. Entretanto, estas arquiteturas n ˜ao mant ´em o car ´ater descentralizado para todas as etapas de tratamento dos dados de contexto, n ˜ao atendendo os requisitos de distribuic¸ ˜ao em larga escala dos ambientes ub´ıquos. Por sua vez, o modelo arquitetural do
Tabela 2: Comparac¸ ˜ao dos Trabalhos Relacionados
CARE CoCA HiCon Solar WComp
1 distribu´ıda centralizada distribu´ıda distribu´ıda distribu´ıda
2 n ˜ao sim sim n ˜ao n ˜ao
3 gerenciada pelas aplicac¸ ˜oes separada das aplicac¸ ˜oes separada das aplicac¸ ˜oes gerenciada pelas aplicac¸ ˜oes separada das aplicac¸ ˜oes 4 ontologia e marcac¸ ˜ao ontologia e relacional - chave- valor -
5 n ˜ao sim sim n ˜ao n ˜ao
6 n ˜ao sim
(SPARQL)
sim (SQL) n ˜ao n ˜ao
7 sim sim n ˜ao sim sim
8 n ˜ao n ˜ao n ˜ao n ˜ao sim
EXEHDA-UC diferencia-se dos trabalhos relacionados por estar estruturado de forma largamente distribu´ıda, o que atende a caracter´ıstica de elevada dispers ˜ao de recursos nos ambientes ub´ıquos, bem como por abranger todas as etapas de tratamento das informac¸ ˜oes de contexto, desde a aquisic¸ ˜ao at ´e os procedimentos de atuac¸ ˜ao sobre o meio.
Os servidores de borda do EXEHDA-UC podem gerenciar redes de sensores e atuadores que se comunicam pelo protocolo 1-Wire 1. Com isso, pode ser
otimizado o gerenciamento tanto da aquisic¸ ˜ao dos dados de contexto a partir de v ´arios tipos de sensores, usual nos ambientes computacionais para provimento de aplicac¸ ˜oes ub´ıquas, como da atuac¸ ˜ao distribu´ıda sobre o meio f´ısico. Tal caracter´ıstica ´e encontrada em parte nos projetos CoCA e HiCon, que t ˆem suporte a redes de sensores. O projeto WComp, por sua vez, permite atuac¸ ˜ao sobre o meio, entretanto, n ˜ao suporta o gerenciamento de redes de atuadores.
Com excec¸ ˜ao dos projetos CARE e Solar, os demais prev ˆeem o emprego de mecanismos espec´ıficos para aquisic¸ ˜ao do contexto. Estes mecanismos adotam uma estrat ´egia de separac¸ ˜ao entre a obtenc¸ ˜ao e o uso do contexto. Essa estrat ´egia ´e um dos aspectos centrais para a concepc¸ ˜ao de arquiteturas de suporte ao processamento do contexto. O EXEHDA-UC tamb ´em obt ´em os dados contextuais de forma separada das aplicac¸ ˜oes que os utilizam. Por outro lado, diferente dos projetos relacionados, o EXEHDA-UC agrega um car ´ater aut ˆonomo `a obtenc¸ ˜ao dos dados de contexto, visto que estes continuam a ser obtidos pelo mecanismo de aquisic¸ ˜ao, mesmo que as aplicac¸ ˜oes interessadas em seu uso estejam inoperantes.
Caracter´ısticas, como padronizac¸ ˜ao e expressividade, s ˜ao consideradas relevantes para o processamento dos dados contextuais, particularmente no que
tange ao processo de racioc´ınio. Assim, as t ´ecnicas baseadas em ontologias, que implementam estas caracter´ısticas, tem sido utilizadas para modelagem dos dados contextuais nas infraestruturas de suporte `a consci ˆencia de contexto.
Entretanto, os modelos ontol ´ogicos apresentam limitac¸ ˜oes quanto `a escalabilidade, o que pode comprometer o desempenho `a medida que aumenta o n ´umero de classes e/ou inst ˆancias da ontologia (D’AQUIN; NOY, 2012). Assim, observa-se que alguns projetos estudados, como CARE e CoCA, empregam um modelo h´ıbrido para representac¸ ˜ao do contexto, aliando a elevada expressividade das ontologias com outra t ´ecnica que minimize as limitac¸ ˜oes de efici ˆencia e escalabilidade. Por ´em, independente de ser empregada de forma individual ou como parte de um modelo h´ıbrido, o uso de ontologias tende a elevar a complexidade e impor uma sobrecarga ao tratamento dos dados de contexto.
O EXEHDA-UC mant ´em compatibilidade com o M ´odulo de Interpretac¸ ˜ao proposto no EXEHDA-SS (VENECIAN, 2010) garantindo assim suporte a modelos de contexto baseados em ontologias. Por ´em, para o Projeto AMPLUS (descrito no cap´ıtulo 5), diferentemente dos trabalhos relacionados, o EXEHDA-UC explorou a t ´ecnica relacional para representac¸ ˜ao do contexto, descrita por um modelo entidade-relacionamento, implementado em banco de dados (vide RIC, sec¸ ˜ao 3.2.4). Com isso, ´e priorizada a efici ˆencia para o processamento e otimizac¸ ˜ao de consultas, bem como a capacidade de manutenc¸ ˜ao, seguranc¸a, escalabilidade e distribuic¸ ˜ao, al ´em da disponibilizac¸ ˜ao de ferramentas administrativas para o gerenciamento da estrutura do modelo.
A maioria dos projetos estudados possui suporte ao tratamento de regras, por ´em esta funcionalidade usualmente est ´a restrita a algumas etapas do processamento do contexto, principalmente `a interpretac¸ ˜ao dos dados contextuais. O EXEHDA-UC, diferencia-se destes trabalhos, por sua arquitetura de software ter sido concebida para dar suporte ao tratamento distribu´ıdo de regras personaliz ´aveis, as quais podem estar vinculadas aos diferentes n´ıveis de tratamento dos dados contextuais, tanto nos servidores de borda, como nos servidores de contexto.
4.7
Considerac¸ ˜oes sobre o cap´ıtulo
Este cap´ıtulo apresentou diversos projetos que prop ˜oem infraestruturas de suporte `a consci ˆencia de contexto. A descric¸ ˜ao apresentada para cada projeto buscou caracterizar a arquitetura de software e as estrat ´egias que os mesmos empregam para o tratamento dos dados de contexto. Essa sistematizac¸ ˜ao de
informac¸ ˜oes da literatura teve o objetivo de identificar tend ˆencias no tema de pesquisa, bem como contribuir com a definic¸ ˜ao das premissas de concepc¸ ˜ao do EXEHDA-UC.
Neste cap´ıtulo est ˜ao resumidos os principais aspectos das tecnologias utilizadas na prototipac¸ ˜ao, bem como o estudo de caso empregado na avaliac¸ ˜ao das funcionalidades do EXEHDA-UC. O estudo de caso contemplou tarefas referentes ao sensoriamento e a coleta de informac¸ ˜oes contextuais, processamento, deduc¸ ˜ao e notificac¸ ˜ao dos dados de contexto, aos demais servic¸os do middleware.