Ensaios em explora¸c˜ ao

Nesta sec¸c˜ao ser´a efectuada uma descri¸c˜ao dos ensaios efectuados com o demonstrador do sistema B-Live, localizado no CMRRC-RP.

7.5.1 Abril de 2006

Instala¸c˜ao da primeira vers˜ao do sistema B-Live na habita¸c˜ao C1 do CMRRC-RP. Nesta vers˜ao, s˜ao pass´ıveis de se operar: a porta de entrada e da casa-de-banho, as luzes da sala, corredor, cozinha, quarto, casa-de-banho e exterior, e a tomada da sala. As interfaces dis- pon´ıveis eram os interruptores e o computador.

7.5.2 Maio de 2006

Introdu¸c˜ao de novas interfaces no sistema: aplica¸c˜ao JAVA em telem´ovel e interruptores de boca.

7.5.3 Junho de 2006

Instala¸c˜ao do m´odulo respons´avel pela abertura/fecho dos estores do quarto. Introdu¸c˜ao do menu de voz recitado por aplica¸c˜ao em computador, operado por interface de medida (comandos de m˜ao).

7.5.4 Agosto de 2006

Introdu¸c˜ao do m´odulo de som embedded. A utiliza¸c˜ao do menu de voz recitado torna-se independente da utiliza¸c˜ao do computador.

Primeiro ensaio, efectuado com trˆes tetrapl´egicos C4, utilizando comandos de m˜ao, boca e telem´ovel. Os utilizadores operaram sobre as diversas funcionalidades do demonstrador, utilizando as interfaces dispon´ıveis.

7.5.5 Janeiro de 2007

Actualiza¸c˜ao do demonstrador. Foram substitu´ıdas as unidades de controlo por vers˜oes mais recentes e verificadas todas as liga¸c˜oes el´ectricas.

7.5.6 Fevereiro de 2007

Ensaio do demonstrador por um parapl´egico C5 durante um per´ıodo de 48h. As impress˜oes e an´alises do utilizador foram documentadas em formato v´ıdeo.

7.6

Discuss˜ao

A escolha do kit de desenvolvimento da MaxStream veio a verificar-se correcta, na medida em que, dadas as v´arias solu¸c˜oes de hardware dispon´ıveis, foi poss´ıvel efectuar ensaios sobre o alcance e autonomia dos m´odulos ZigBee.

Com base nos resultados dos ensaios sobre o alcance de sinal, conclui-se que ´e necess´ario fazer um estudo pr´evio das necessidades do sistema. Para casos mais complexos, em que as distˆancias entre m´odulos s˜ao significativas, ´e aconselh´avel localizar o coordinator no centro da rede. Os routers, respons´aveis pelo processamento de toda a informa¸c˜ao e encaminhamento dos pacotes, devem ficar num n´ıvel imediatamente a seguir ao coordinator. ´E necess´ario ter em considera¸c˜ao que a profundidade m´axima da rede ZigBee ´e de seis routers (seis routers inter- ligados em ”s´erie”). Nas extremidades da rede ZigBee situam-se os end devices, respons´aveis pela recolha e transmiss˜ao de informa¸c˜ao.

Os resultados dos ensaios sobre a autonomia dos m´odulos ZigBee permitiram verificar que os dispositivos coordinator e router tˆem um consumo energ´etico muito elevado. Como estes dispositivos n˜ao suportam o estado sleep, n˜ao ´e eficiente utilizarem-se baterias como fontes de energia. Os dispositivos end devices foram desenvolvidos para operarem durante longos per´ıodos de tempo sem ser necess´ario proceder `a mudan¸ca da fonte de alimenta¸c˜ao. No entanto, ´e necess´ario fazer um estudo pr´evio da aplica¸c˜ao em que estes dispositivos ser˜ao inseridos, de forma a definir convenientemente os tempos de opera¸c˜ao em cada estado (sleep, idle/receive e transmit).

A integra¸c˜ao dos m´odulos da MaxStream no sistema B-Live, embora de uma forma bas- tante simples, utilizando uma liga¸c˜ao peer-to-peer entre um PC e um m´odulo de ilumina¸c˜ao, demonstrou resultados bastante promissores. Este ensaio permitiu avan¸car para o desenvol- vimento de prot´otipos ZigBee. Estes prot´otipos permitem a interface entre um PC e um m´odulo ZigBee (RS232Bee) e entre um microcontrolador e um m´odulo ZigBee (MIOBee).

Cap´ıtulo 8

Conclus˜oes e trabalhos futuros

O estudo efectuado sobre paralisia demonstra que os indiv´ıduos com este tipo de limita¸c˜ao tˆem diversas dificuldades em realizar as tarefas di´arias nas suas casas. As ajudas t´ecnicas e os sistemas de apoio s˜ao, nestes casos, de ineg´avel utilidade, na medida em que podem auxiliar estes indiv´ıduos a ultrapassarem as suas limita¸c˜oes.

Existem alguns projectos nesta ´area, o que demonstra o interesse no desenvolvimento de solu¸c˜oes de forma a auxiliar as pessoas idosas ou com algum tipo de paralisia, nas suas habita¸c˜oes. Todos estes projectos concentram-se essencialmente em trˆes pontos: controlo do ambiente da habita¸c˜ao, seguran¸ca e servi¸cos de apoio ao utilizador. O controlo do ambiente da habita¸c˜ao compreende, por exemplo, o controlo de acessos `a habita¸c˜ao, a ilumina¸c˜ao, etc. A seguran¸ca ´e constitu´ıda por sistemas de detec¸c˜ao de anomalias da habita¸c˜ao, como fugas de ´agua, g´as, intrus˜ao, etc. Os servi¸cos de apoio ao utilizador s˜ao, normalmente, constitu´ıdos por bot˜oes de alarme para pedido de aux´ılio. Na mesma linha de actua¸c˜ao dos sistemas estudados foi desenvolvido o sistema de dom´otica de apoio a pessoas com limita¸c˜oes funcionais, B-Live. Um prot´otipo deste sistema foi implementado no CMMRC-RP, de modo a permitir verificar a adequa¸c˜ao das solu¸c˜oes adaptadas, partindo de ensaios realizados por pacientes deste centro. O sistema de dom´otica para pessoas com limita¸c˜oes funcionais B-Live ´e um sistema dis- tribu´ıdo, interligado por cabo, com m´ultiplas interfaces. Este sistema permite que um paciente com limita¸c˜oes f´ısicas controle algumas funcionalidades na sua habita¸c˜ao. Sendo um sistema constitu´ıdo por microcontroladores, o custo total final do sistema ´e reduzido.

O protocolo de comunica¸c˜oes utilizado actualmente no sistema B-Live ´e o CAN. Foram estudadas algumas solu¸c˜oes alternativas de comunica¸c˜ao como as linhas de potˆencia ou tec- nologias sem fios. A principal vantagem das linhas de potˆencia ´e a sua presen¸ca em todas as habita¸c˜oes. No entanto, os inconvenientes apresentados parecem mostrar que esta tecnologia tem algumas limita¸c˜oes que podem condicionar o funcionamento do sistema. O estudo com- parativo entre tecnologias sem fios e com fios permitiu concluir que, embora a tecnologia sem fios apresente algumas desvantagens (custo elevado e limita¸c˜oes tecnol´ogicas), a mobilidade e o raio de alcance desta tecnologia s˜ao factores importantes a considerar num sistema de dom´otica.

Do estudo efectuado `as diversas tecnologias sem fios concluiu-se que a tecnologia ZigBee seria a mais adequada na implementa¸c˜ao de um sistema de dom´otica sem fios. Esta escolha

deveu-se `as caracter´ısticas deste protocolo: baixo consumo energ´etico, baixo custo e elevada flexibilidade da topologia da rede.

Os ensaios efectuados com os m´odulos ZigBee da MaxStream foram bastantes promis- sores. A distˆancia entre os dispositivos sem ocorrˆencia de perda de tramas foi elevada. Os dispositivos End Device atingiram valores de autonomia elevados. Estes valores podem ser superiores se houver um conhecimento detalhado dos requisitos do sistema, de forma a definir correctamente os tempos de permanˆencia dos m´odulos ZigBee em cada estado de opera¸c˜ao. O desenvolvimento dos m´odulos MIOBee e RS232Bee foram uma primeira abordagem `a mi- gra¸c˜ao do actual barramento de comunica¸c˜oes do B-Live com fios, para uma solu¸c˜ao futura sem fios.

No futuro, pretende-se migrar o sistema B-Live para uma solu¸c˜ao totalmente sem fios baseada na tecnologia ZigBee e nos prot´otipos desenvolvidos. Para isso ser˜ao efectuados ensaios `as diversas topologias de rede. Ser˜ao acrescentadas novas funcionalidades ao sistema, como um intercomunicador porteiro ou comando de TV com interface adequada.

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