Faculdade de Tecnologia Senac RS (FATEC/RS) Porto Alegre RS Brasil. {fdalosto, hunderc,

computação pervasiva e tecnologia RFID

Faculdade de Tecnologia Senac RS (FATEC/RS) Porto Alegre – RS – Brasil

{fdalosto, hunderc, Smayres}@gmail.com

INTRODUÇÃO

O objetivo desse projeto de Iniciação Científica é pesquisar meios para controlar a freqüência de alunos em sala de aula através do uso de tecnologias ubíquas e validar um modelo de implementação que utilize tecnologia RFID para o registro de presenças.

Controlar a freqüência dos alunos em sala de aula é uma atividade necessária em se tratando de encontros presencias, porém a sua realização gera interrupções na atividade de ensino, desviando o professor e o aluno do processo de aprendizagem. Por isso, essas atividades, apesar de necessárias, devem ser minimizadas.

O desenvolvimento desse projeto será baseado nos conceitos de computação pervasiva através do uso de cartões RFID. Nos propomos a desenvolver um sistema que utilize alguns aspectos da computação ubíqua para garantir o controle da freqüência de alunos de forma mais confiável – por ser eletrônico – e transparente aos usuários, causando o mínimo impacto na sala de aula e disponibilizando maior segurança ao acesso das mesmas.

O hardware necessário para o funcionamento do sistema é composto pelas etiquetas, ou transponders e os leitores de etiquetas, chamados de transceivers.

O controle desses dispositivos será realizado pelo middleware, um conjunto de aplicações que controla o fluxo de dados entre a etiqueta e a aplicação externa.

Esse resumo se faz no entendimento de que uma das razões de melhoria de controle de acessos utilizando recursos tecnológicos aplicados em salas, laboratórios e outros departamentos de uma instituição que oferece cursos na área tecnológica é de extrema relevância, visto que utilizaremos nossos próprios recursos e conhecimento adquirido pelos alunos bolsistas participantes da própria instituição.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Em meados de 1990, a computação começou a introduzir o uso de dispositivos portáteis como (PDAs) e, mais recentemente, os acessos a recursos computacionais via telefones celulares e notebooks, entre outros dispositivos eletrônicos [WEI91]. Este ambiente computacional pervasivo consiste de uma grande variedade de nodos de diversos tipos: móveis e fixos, aplicações e serviços interconectados.

Um ambiente de computação pervasiva tem a característica de estar integrado de tal maneira à vida cotidiana do usuário que ele se torna imperceptível ou transparente. Nesta visão apresenta-se um ambiente impregnado com dispositivos de computação e comunicação interagindo com o homem de forma tranqüila (Calm Technology). Entende-se por imperceptível como uma interação autônoma, interativa e onipresente que o ambiente computacional pode ter com o usuário, sendo que o mesmo pode concentrar-se exclusivamente na tarefa, sem necessitar se preocupar com o recurso tecnológico que esteja utilizando [WEI91]. O usuário não percebe que está interagindo com a máquina. Um sistema para ser considerado pervasivo precisa oferecer ao usuário seus dados e aplicativos em qualquer lugar em que ele se encontre e a qualquer momento, sem a sua interferência.

Nesse caso, computação pervasiva também é sinônimo de conectividade pervasiva, e reflete uma computação altamente dinâmica e distribuída.

Hoje, a concentração das pesquisas está em disponibilizar tecnologias - chave, para suportar este novo ambiente computacional. Na avaliação desses trabalhos, SOCAM [GUT04], AROUND [JOS03], Flame2008 [WEI04], alguns protocolos foram comparados e estudos foram baseados nas especificações de [LIM07]. Verificou-se que as arquiteturas são voltadas para o ambiente em que ocorre a aplicação e delimitam-se somente a restrições aplicadas ao ambiente e aos usuários específicos que interagem localmente [LEI09]. Por isso, essas arquiteturas, são restritas na situação do contexto e na funcionalidade do dispositivo que interage na aplicação, ou na descoberta de serviços ou recursos. Seguindo o fato que os dispositivos são voltados para uma determinada funcionalidade, sendo para uso genérico e em diversos tipos de dispositivos, serão realizados estudos sobre o tratamento dos dispositivos para a situação das aplicações sensíveis ao contexto no ambiente pervasivo onde ocorre à situação e necessidades dos usuários. De acordo com essas necessidades, o modelo definido deve ser flexível, tanto para o tratamento do ambiente e do usuário, quanto das funcionalidades dos dispositivos e da situação que ocorre no ambiente.

Para compor um ambiente pervasivo é necessário uma grande quantidade de dispositivos e de componentes de software colaborando entre si de forma despercebida e fornecendo inúmeros serviços. Para isto, cada dispositivo interage com os integrantes de ambiente pervasivo através do uso e oferta de funcionalidades. Faz-se então necessário que estes componentes tenham capacidade de descobrir, utilizar e oferecer tais funcionalidades às demais entidades presentes no ambiente. Tais funcionalidades em um sistema pervasivo são vistas como serviços disponíveis e ofertados por cada dispositivo para potenciais clientes, que entram e saem do ambiente pervasivo. Esta característica impõe que dispositivos possam descobrir tais serviços em suas cercanias e pode ser solucionado através de um mecanismo específico de descoberta de serviços (discovery service). Este serviço funciona como uma espécie de serviço de diretório, onde ofertas de serviços são registradas para serem usados por potenciais clientes. Dentre suas funções estão a oferta, descoberta, escolha e uso de serviços oferecidos pelos diversos componentes presentes em um dado instante. Viterbo [VIT06] expõe que protocolos de descoberta de serviços provêem mecanismos para descobrir dinamicamente os serviços disponíveis em uma rede, fornecendo informações necessárias para procurar serviços específicos, escolher o serviço adequado (aquele com as características desejadas), e utilizar o serviço. Tipicamente, descoberta de serviços, envolve um cliente, um provedor de serviço e um servidor de diretórios ou busca. Além disso, o registro e a busca de serviços são componentes importantes dos SDPs (services Discovery protocols) mais comuns.

A descoberta e localização do usuário para o controle de freqüência são oferecidas na forma de serviço de um sistema pervasivo, assim deverá ser permitido ao usuário a consulta de todos os serviços oferecidos no ambiente através de dispositivos.

Alguns trabalhos, como o INS [ZHU05], já disponibilizam uma seleção automática, permitindo que o usuário configure algumas informações iniciais e o protocolo de descoberta tenta relacionar essas informações estáticas com os serviços. No entanto, ambientes pervasivos são dinâmicos e essas informações estáticas podem não ser a mais adequada em outros ambientes.

Os componentes do middleware estão sendo implementados em linguagem de programação Java [SUN08], devido a sua portabilidade, pois em cada sala haverá uma plataforma gerenciando o sistema localmente interligado a um servidor central, onde estarão centralizados todos os dados para o gerenciamento global do sistema.. A principal contribuição do middleware é fornecer as seguintes funcionalidades: (DI) Dispositivos: é realizada a detecção do dispositivo, (DS) Descoberta Serviços: onde é realizada a verificação de dispositivos, (SC) Servidor de Contexto: onde estarão armazenadas informações contextuais do

usuário e seus dispositivos, (TS) Tabela serviços: onde são armazenados localmente os serviços baseados no contexto de cada usuário e seu dispositivo relacionado ao usuário, estas informações estão disponíveis localmente, (CR) Componente de recursos: gerencia os serviços disponíveis localmente e os transmite, (WS) Web Services: este componente é responsável por prover comunicação e troca de dados e informações entre diferentes redes e formas de comunicação com a rede pervasiva local. Algumas dessas tarefas podem ser melhor aproveitadas com uso de serviços de outros usuários, através de seus dispositivos, fazendo surgir assim, a necessidade da descoberta de recursos e serviços no contexto pervasivo. Através dessa necessidade esse trabalho propõe um modelo gerenciador de serviços para plataformas pervasivas sensíveis ao contexto.

O tipo de rede a ser utilizada neste sistema está sob análise em trabalho de terceiros, mas uma opção em consideração é o bluetooth, pois segundo Kobayashi [KOB04] uma das formas que essa tecnologia pode ser usada é com um alcance físico de até 10m, situação que cobriria uma área compatível com o tamanho de uma sala de aula.

RESULTADOS ESPERADOS

Com a conclusão dessa pesquisa, pretende-se desenvolver um modelo de implementação que sirva de base para a criação de um protótipo, possibilitando, assim, a simulação na própria instituição da solução proposta.

O modelo será composto do seguinte: descrição de processos e regras de negócio, modelo de dados, descrição da arquitetura do sistema, definição do middleware , instalação de software e hardware necessários para simulação.

Validado o modelo, será possível encaminhar o desenvolvimento definitivo do sistema como trabalho futuro.

REFERÊNCIAS

[GUT04] Gu, Tao; et al (2004): A Middleware for Building Context-Aware Mobile Services. In: Proceedings of IEEE Vehicular Technology Conference, Milan, Italy. [HAN05] Hansen, Thomas R; Eriksson, Eva; Lykke-Olesen, Andreas. Mixed Interaction Space — Expanding the Interaction Space with Mobile Devices Centre for Pervasive Healthcare & Centre for Interactive Spaces, ISIS Katrinebjerg,

Department of Computer Science, university of Aarhus. Acessado em outubro 2007. [JOS03] Jose, R.; Moreira, A.; Rodrigues, H.; Davies, N. The AROUND Architecture

for Dynamic Location-Based Services. Mobile Networks and Applications 8, 2003. [KOB04] KOBAYASHI, Carlos Yassunory. A Tecnologia Bluetooth e Aplicações. Computação Móvel – BBC – IME – USP 2004. Disponível em:

http://grenoble.ime.usp.br/movel/monografia_bluetooth.pdf

Acesso em: 28 mar. 2008.

[LEI09] Leithardt, V. R. Q; Hessel, F. P (2009); Modelo Gerenciador de Serviços para Plataformas Pervasivas Sensíveis ao Contexto. In: Escola Regional

de Alto Desempenho (ERAD), 2009.

[LIM07] Lima, dos Santos, L. Um protocolo para descoberta e seleção de recursos grades móveis Ad Hoc, Tese de Doutorado, PUC RIO 2007, Pág. 27 e 28.

[RIE06] Ries, L. H. L. Uma Plataforma para Integrar Dispositivos Eletrônicos em Ambientes Pervasivos. PUCRS, 2006. Dissertação de Mestrado, 80 páginas. [SAT01] Satyanarayanan, M. “Pervasive computing: vision and challenges”, IEEE Personal Communication, pp. 10-17, August 2001.

[WEI91] Weiser, M.. The Computer for the Twenty-First Century. Scientific American, p. 94- 10, September, 1991.

[WEI04] Weibenberg, N.; Voisard, A.; Gartmann, R. Using Ontologies in Personalized Mobile Applications, In Pro-ceedings Intl. ACM GIS Conference, ACM Press, 2004.

[VIT06] VITERBO, José Filho. Descoberta de Serviços em Ambientes de Computação Ubíqua. Rio de Janeiro: PUC/RJ. Monografia referente ao Seminário de Sistemas Distribuídos. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, 2006.

[ZHU05] Zhu, F., Mutka, M., and Ni, L. (2005) “Service Discovery in Pervasive Computing Environments”. In IEEE Pervasive Computing, Vol. 2 Issue 2, p. 81-90.