SNidgets- Fácil desenvolvimento de aplicações em redes de sensores através de widgets
Enquadramento: Os avanços tecnológicos na área dos sistemas embebidos e a necessidade de os interligar com recurso a tecnologias de comunicação sem fios deu origem ao desenvolvimento de um novo conceito de sistemas embebidos em rede – as redes de sensores e actuadores. Cada dispositivo de rede, constituído por diversos tipos de sensores/actuadores, microcontroladores e interface de rede sem fios, é caracterizado pelo seu tamanho diminuto e baixo consumo de energia. O aglomerado de vários destes dispositivos é capaz de, cooperativamente, resolver problemas complexos. Actualmente, as redes de sensores possuem muitas aplicações e começam gradualmente a invadir áreas onde até agora a sua utilização não tinha sido equacionada. Uma destas áreas é a das interfaces pessoa-máquina, especialmente ao nível dos ambientes imersivos virtuais em que o utilizador interage com o ambiente através de um conjunto diversificado de interfaces que tornam esta interacção extremamente natural e radicalmente diferente da que estamos habituados a usar nos sistemas actuais. Um exemplo paradigmático de um sistema deste tipo é o que os investigadores do LEMe estão a construir no Lab. Prof. Lourenço Fernandes. Esta sala constitui um ambiente inteligente com um sistema de projecção múltiplo (12 projectores) de alta-resolução cobrindo uma área de grandes dimensões. O sistema possui ainda um conjunto de dispositivos (câmaras, microfones, e sensores múltiplos que permitem aumentar a imersão interactiva experimentada pelos utilizadores. Estes são supostos moverem-se livremente na sala, interagindo com o sistema através de gestos, comandos de voz, etc. É neste ambiente que foi introduzida a tecnologia das redes de sensores que, numa primeira fase, concretiza um sistema de localização do utilizador que permite seguir as suas movimentações.
Objectivos: Em qualquer utilização de redes de sensores é muito importante equacionar a aplicação em que a rede vai ser inserida. Todo o desenvolvimento dos componentes da rede: medições dos sensores, programas e comunicações, dependem da aplicação concreta a que se destinam. No caso particular da aplicação às interfaces inteligentes, o tipo de sensor/actuador e a grandeza física / dispositivo que mede ou controla condiciona fortemente o desenvolvimento dos componentes da rede mas igualmente a interacção com o resto do sistema. É neste sentido que seria interessante dispor de uma virtualização destes dispositivos físicos ligados em rede por forma a que o programador de aplicações do ambiente imersivo apenas se tenha de preocupar com a sua interface. Existem já abstrações que permitem encarar uma rede de sensores como se de uma base de dados distribuída se tratasse e em que é possível fazer queries aos nós procurando determinado tipo de informação. Contudo, o que se pretende é dispôr de algo diferente; um sistema em que os nós anunciam (ou registam em determinados pontos) as suas capacidades e um middleware que esconda as particularidades da concretização no SO em que se executam as aplicações dos nós da rede. Existirá assim um toolkit que permita rapidamente desenvolver uma aplicação. Pretende-se um conceito semelhante ao dos widgets no âmbito das interfaces gráficas, no sentido em que os SNidgets elevam o nível de abstração e englobam as interacções de entrada/saída, escondendo os detalhes de implementação da rede de dispositivos, oferecendo uma API bem definida e simples de utilizar, para um conjunto variado de utilizações das redes de sensores nestes ambientes.
Descrição: Partindo da arquitectura do sistema de localização em ambientes imersivos, desenvolvido no GEMS (LEMeRoom), definir uma virtualização da plataforma de rede de sensores utilizada - conjunto de snidgets e concretizá-la no ambiente da sala LEMe.
Esta solução implicará:
- Pesquisa bibliográfica;
- Análise de requisitos;
- Proposta e análise de funções da API para os snidgets especialmente as funções comuns de controlo e gestão da rede;
- Concepção dos snidgets;
- Aplicação ao sistema de localização e respectivo teste em ambiente adequado.
Orientação: Rui M. Rocha, Joaquim Jorge