Software de simula¸c˜ao de sensores

Para ajudar a desenvolver a aplica¸c˜ao de monitoriza¸c˜ao, foi elaborada uma outra aplica¸c˜ao independente, que tem como fun¸c˜ao simular todo o conjunto de hardware que se pode integrar na plataforma. Esta aplica¸c˜ao comunica com a aplica¸c˜ao prin- cipal atrav´es de uma liga¸c˜ao s´erie virtual, cada tipo de sensor ´e representado na aplica¸c˜ao possuindo um conjunto de bot˜oes ou selectores que permitem controlar a informa¸c˜ao dos pacotes transmitidos por cada sensor.

No topo da aplica¸c˜ao (Fig.4.29) existe um conjunto de bot˜oes que permite configurar e seleccionar a porta s´erie a utilizar, de forma a criar uma liga¸c˜ao com a aplica¸c˜ao de monitoriza¸c˜ao.

Figura 4.29 – Interface de simula¸c˜ao do sensor de ECG.

A primeira aba, corresponde `as configura¸c˜oes de simula¸c˜ao do sensor de electrocar- diograma, e tem como fun¸c˜ao enviar 9 pacotes de forma c´ıclica para a aplica¸c˜ao, os dados (Data) transmitidos nos pacotes podem ser definidos nas caixas de in- trodu¸c˜ao de texto “DataPacket i ”. De forma a tornar a simula¸c˜ao mais pr´oxima

da realidade, os dados introduzidos nesses campos foram obtidos atrav´es de uma monitoriza¸c˜ao real do ECG de um indiv´ıduo, desta forma a aplica¸c˜ao de simula¸c˜ao pode transmitir pacotes de ECG que transportam dados reais. Na parte superior da aba, existem dois selectores, o primeiro “Battery” permite controlar o campo do pacote correspondente ao n´ıvel de bateria deste sensor (batID), o segundo “Delay” permite controlar o atraso entre o envio de cada pacote, o que permite testar, na aplica¸c˜ao de monitoriza¸c˜ao, a varia¸c˜ao do n´ıvel de rede.

Figura 4.30 – Interface de simula¸c˜ao de sensores fisiol´ogicos.

Quando seleccionada a segunda aba, podemos encontrar uma interface gr´afica que nos possibilita controlar as informa¸c˜oes geradas pelos restantes sensores fisiol´ogicos, tal como temperatura corporal, oximetria, glicose, peso corporal e press˜ao arterial. Estes s˜ao representados na aplica¸c˜ao numa caixa individual que nos indica o tipo de sensor a que esses selectores pertencem, todos eles possuem um selector “Battery” que funciona de forma idˆentica ao de ECG, ou seja permite controlar a informa¸c˜ao do n´ıvel bateria do pacote correspondente a cada sensor. O outro selector, excepto no do sensor de press˜ao arterial, permite controlar o valor dos dados transportados

4.2. SOFTWARE 89

no pacote do respectivo sensor. No caso do sensor de press˜ao arterial, existem trˆes caixas de entrada de texto que permitem modificar os valores da press˜ao arterial sist´olica, diast´olica e pulsa¸c˜ao, que ser´a enviada no pacote respectivo ap´os pressionar o bot˜ao “Send ”.

Figura 4.31 – Interface de simula¸c˜ao de sensores de automa¸c˜ao residencial.

Por fim, a terceira aba apresenta a interface que permite controlar os diversos dis- positivos de medi¸c˜ao de parˆametros residˆencias, como fluxo de ´agua, abertura de portas, temperatura e humidade ambiente. A varia¸c˜ao dos respectivos selectores, permite alterar a informa¸c˜ao transportada pelos pacotes dos respectivos sensores.

Assim, esta aplica¸c˜ao torna-se bastante ´util para realizar testes ao software de moni- toriza¸c˜ao evitando a utiliza¸c˜ao de componentes de hardware. Permite ainda simular a detec¸c˜ao das situa¸c˜oes anormais, pois atrav´es do controlo manual dos selectores ´e poss´ıvel enviar informa¸c˜oes de parˆametros vitais fora do normal, tal como controlar a abertura de portas e de ´agua permitindo testar determinados cen´arios de rotina que apenas s´o poderiam ser testados com a plataforma completamente montada.

5

Testes e resultados

Este cap´ıtulo descreve os testes efectuados durante a elabora¸c˜ao dos componentes de

hardware e software da plataforma, por fim s˜ao apresentados os resultados obtidos.

5.1

Testes dos componentes de hardware

Inicialmente foi necess´ario verificar e confirmar a perfeita comunica¸c˜ao entre os m´odulos sem fios utilizados, para tal, foram utilizados dois m´odulos de teste. O primeiro m´odulo foi utilizado como esta¸c˜ao base do sistema, este foi ent˜ao conectado ao computador atrav´es de uma liga¸c˜ao USB, o segundo (end-point) foi utilizado de modo a enviar informa¸c˜ao para o primeiro.

A informa¸c˜ao enviada entre os m´odulos tem como objectivo testar a comunica¸c˜ao sem fios, para o efeito, foi enviada uma mensagem com a frase “Ol´a mundo...”. Ap´os a recep¸c˜ao da mensagem pela esta¸c˜ao base, esta foi apresentada no terminal “Serial

Port Monitor ” (Fig.5.1). Desta forma foi confirmada a perfeita comunica¸c˜ao entre o end-point e a esta¸c˜ao base.

Figura 5.1– Teste de comunica¸c˜ao dos m´odulos ZigBee.

O passo seguinte consistiu em calibrar os v´arios sensores incorporados na plata- forma, para tal conectou-se cada um, individualmente, ao nosso end-point. Este foi programado de forma a obter os dados e a envia-los para esta¸c˜ao base. A esta¸c˜ao base foi programada para receber as informa¸c˜oes provenientes dos v´arios sensores, e em seguida gerar os pacotes com os dados recebidos. Assim a comunica¸c˜ao com o software pode ser realizada de uma forma simples e estruturada, pois o software deve conhecer previamente quais e como analisar os campos de cada pacote recebido.

O sensor de temperatura e humidade ambiente foi conectado ao m´odulo e tendo enviado os primeiros dados, foi comparado o valor de temperatura e humidade trans- mitidos, com o valor dado atrav´es de dispositivos comerciais. A an´alise dos dados obtidos permitiu confirmar que o sensor estava a funcionar correctamente.

Em seguida foi testado o sensor de fluxo de ´agua, para tal foi necess´ario soprar na entrada do dispositivo de forma a gerar uma tens˜ao nos seus terminais, esta tens˜ao ´e convertida num valor digital, pelo m´odulo de aquisi¸c˜ao. Quando existe uma transi¸c˜ao do estado do fluxo, ele envia essa informa¸c˜ao. Assim, no inicio do sopro e ap´os o sopro, foi poss´ıvel verificar a recep¸c˜ao de pacotes relativos ao sensor de fluxo.

5.1. TESTES DOS COMPONENTES DE HARDWARE 93

Figura 5.2– Recep¸c˜ao de um pacote do sensor de fluxo de ´agua.

existˆencia de fluxo no gerador hidroel´ectrico representado pelo 8o

byte do pacote

com o valor 0xFF. Desta forma foi poss´ıvel constatar o bom funcionamento deste sensor.

O sensor de abertura de portas ´e semelhante ao anterior, no que diz respeito `a informa¸c˜ao enviada. Ou seja, apenas ´e enviada informa¸c˜ao quando ocorre uma transi¸c˜ao do estado, que nos pode informar quando uma porta se encontra aberta ou fechada. Para o teste, foi necess´ario aproximar e afastar as partes m´oveis do sensor, que nos possibilitou visualizar a correcta recep¸c˜ao da informa¸c˜ao gerada por este tipo de sensor.

De forma a verificar o funcionamento do sensor de press˜ao arterial, foi efectuada uma medi¸c˜ao e seguidamente foi pressionado o bot˜ao “Set” do dispositivo para que o m´odulo procede-se `a obten¸c˜ao dos dados da EEPROM e sua transmiss˜ao para o coordenador. Foi ent˜ao poss´ıvel visualizar no terminal a informa¸c˜ao transmitida. Os dados recebidos foram comparados com as informa¸c˜oes apresentadas no ecr˜a do dispositivo, onde se podia visualizar que a press˜ao sist´olica apresentava uma valor de 111 mmHg, a diast´olica a 84 mmHg e as pulsa¸c˜oes em 85 por minuto. Comparando com o pacote recebido no terminal (Fig.5.3), convertendo os bytes de dados respec- tivos (6F 54 55) para decimal foi poss´ıvel verificar que a obten¸c˜ao e transmiss˜ao dos valores se encontrava correcta, o que levou a concluir que o sensor de press˜ao

arterial estava a funcionar correctamente.

Figura 5.3– Recep¸c˜ao de um pacote do sensor de press˜ao arterial.

Para realizar os testes ao sensor de electrocardiograma, foi necess´ario efectuar me- di¸c˜oes num indiv´ıduo em tempo real, no terminal foi poss´ıvel visualizar a recep¸c˜ao dos pacotes, por este, gerados. No entanto o conjunto de pacotes obtidos n˜ao per- mitiam confirmar a veracidade dos dados, pois para tal seria necess´ario representar toda essa informa¸c˜ao num gr´afico. Deixou-se ent˜ao esta verifica¸c˜ao para mais tarde quando os testes do software fossem realizados j´a seria poss´ıvel a visualiza¸c˜ao destes dados em forma gr´afica, permitindo assim confirmar o correcto funcionamento deste dispositivos.

Para testar o funcionamento da balan¸ca, foi colocado na sua bandeja objectos at´e o seu mostrador apresentar um peso total de 1kg. Em seguida o m´odulo realizou a aquisi¸c˜ao e transmiss˜ao dos dados obtidos para o terminal. Foi ent˜ao poss´ıvel converter, atrav´es da respectiva fun¸c˜ao de transferˆencia, os dados transportados pelo pacote. Atrav´es dessa convers˜ao foi poss´ıvel obter o mesmo valor que foi obtido no mostrador do dispositivo (1kg), o qual se pode concluir o seu correcto funcionamento.