© 2005, it - instituto de telecomunicações. Todos os direitos reservados. 2º Workshop TELESAL 06 de Junho 2008 LOPES LOcalização de PESsoas.

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1 © 2005, it - instituto de telecomunicações. Todos os direitos reservados. 2º Workshop TELESAL 06 de Junho 2008 LOPES LOcalização de PESsoas

2 2 Enquadramento Divisão de Tarefas por Participante Estado Actual Demonstrador Sumário LOPES Nuno Borges Carvalho

3 3 O principal objectivo deste projecto consiste na construção de um sistema de localização e subsequente registo de pessoas em ambientes interiores recorrendo a tecnologia de baixo custo. O cenário de aplicação e demonstração: Fábrica da Ciência Para se atingir esse fim o projecto foi subdividido ainda em três sistemas Sistema de Localização Sistema de Gestão Sistema Multimédia Enquadramento LOPES Nuno Borges Carvalho

4 4 O sistema de Localização fornece as coordenadas relativas do sensor a localizar baseando-se numa infra- estrutura fixa e num TAG móvel. O sistema de Gestão será responsável por associar as coordenadas de localização às peças do museu e consequentemente às visitas. O sistema multimédia, utilizará essa informação para fornecer dados úteis ao visitante e ao gestor do museu.. Enquadramento LOPES Nuno Borges Carvalho

5 5 Vantagens para o Museu Informação sobre as peças do museu que têm mais visitas Tempo dispendido por cada visitante numa peça O número de visitantes do museu Qual o perfil de visitantes por peça (adulto, criança, etc.) Iteração do Museu com o visitante Gestão integrada do museu Enquadramento LOPES Nuno Borges Carvalho

6 6 Enquadramento Divisão de Tarefas por Participante Estado Actual Resultados Espectáveis Sumário LOPES Nuno Borges Carvalho

7 7 Divisão de Tarefas por Participante Levantamento do estado da arte das tecnologias disponíveis. Estudo do estado da arte em TAGs RFID para identificação. Estudo do estado da arte em TAGs RFID para localização. Estudo de Arquitecturas para localização/identificação. Estudo do estado da arte em sistemas de informação geográfica para ambientes interiores e exteriores. Identificação das soluções tecnológicas e definição da arquitectura da solução Tendo por base o estado da arte da tarefa anterior, estudar qual a arquitectura que melhor satisfaz os requisitos propostos inicialmente. Proposta da arquitectura a utilizar para implementação do sistema referido de acordo com os requisitos. Estudar qual a forma de disponibilização de informação de localização e identificação que irá ser enviada para o sistema de informação. LOPES Nuno Borges Carvalho

8 8 Identificação dos cenários de aplicação e elaboração detalhada dos requisitos da(s) solução(ões) a construir Identificação e especificação das funcionalidades para diferentes tipos de aplicações Identificação e quantificação de requisitos por aplicação Identificação das soluções tecnológicas e definição da arquitectura da solução Tendo por base o estado da arte da tarefa anterior, estudar qual a arquitectura que melhor satisfaz os requisitos propostos inicialmente. Instalação de demonstrador em cenário real – (MicroIO) Industrialização e preparação da documentação para comercialização da solução para os cenários de aplicação identificados Divisão de Tarefas por Participante LOPES Nuno Borges Carvalho

9 9 Levantamento do estado da arte das tecnologias disponíveis Estudo do estado da arte em sistemas de informação geográfica para ambientes interiores e exteriores Desenvolvimento de Software Pesquisa e experimentação de ferramentas de software aberto Especificação dos módulos de software a desenvolver Camada CORE – Drivers API Acesso Aplicação de localização em museus Sistema de Informação Geográfica Industrialização e preparação da documentação para comercialização da solução para os cenários de aplicação identificados Divisão de Tarefas por Participante LOPES Nuno Borges Carvalho

10 10 Projecto, Construção e Ensaio de protótipo Construção da pré-série Industrialização e preparação da documentação para comercialização da solução para os cenários de aplicação identificados Divisão de Tarefas por Participante LOPES Nuno Borges Carvalho

11 11 Enquadramento Divisão de Tarefas por Participante Estado Actual Resultados Espectáveis Sumário LOPES Nuno Borges Carvalho

12 12 Levantamento e documentação dos requisitos da aplicação a ser instalada na Fábrica de Ciência Viva em Aveiro; Identificação de soluções tecnológicas para localização de pessoas Técnicas de localização; Opções comerciais e académicas. Identificação e estudo de arquitecturas de comunicação sem fios com potencial para localização de pessoas Prototipagem de wireless nodes baseados em módulos de comunicações ZigBee. Estado Actual

13 13 Avaliação do desempenho de redes ZigBee sob interferência electromagnética: Impacto da latência de comunicação e da taxa de pacotes perdidos no sistema de localização LOPES; Impacto da orientação relativa das antenas na latência e na taxa de pacotes perdidos. Estado Actual

14 14 Estado Actual LOPES Nuno Borges Carvalho

15 15 Estado Actual LOPES Nuno Borges Carvalho Máquina de localização a funcionar com erros na ordem do 1 a 2 metros. Localizar e monitorizar o percurso de uma entidade móvel numa determinada área coberta por sensores fixos, baseando-se no RSSI das mensagens. Trocar mensagens entre as entidades móveis e fixas, que depois são enviadas à estação base para cálculo das posições. Definir áreas de interesse que ao detectar a entidade móvel dentro desta activa uma aplicação.

16 16 Construção da máquina de localização e interação com os utilizadores Máquina de localização a funcionar com erros na ordem do 1 a 2 metros Especificação das funcionalidades do demonstrador e elaboração da proposta de instalação. Orçamentação do demonstrador LOPES - Fábrica Documentação do projecto Levantamento do hardware, software e referencias bibliográficas do projecto LOPES; Guia de desenvolvimento e de utilização do demonstrador. Estado Actual

17 17 Gestão Visitas – Criar Visita. Permite indicar a descrição, Tipo (Individual ou Grupo), Modo (Guia ou Livre), Data prevista de Inicio e Fim.. Associar Visitantes há visita através de uma janela para o efeito onde é possível visualizar e filtrar todos os visitantes registados no sistema e seleccionar quais o que se deseja inserir na visita.. Adicionar um novo visitante, caso não esteja registado no sistema, (ver Criar Visitante) e associar o mesmo há visita. – Listar Visitas. Permite listar as visitas registadas no sistema e filtrar as mesmas, bem como verificar o ser estado (Terminado, Pendende, em Curso).. Quando se encontra pendente é possível dar inicio há Visita e quando esta se encontra em curso é possível terminar a mesma.. Em qualquer dos estado e possível, seleccionar a visitar ver informação mais detalhada desta bem como efectuar um Tracking da mesma (ver Localização) Estado Actual

18 18 Gestão Visitas – Estatísticas. Visualizar dados estatísticos das Visitas, filtrando por datas, e/ou Objectos é possível ver;. Número total de visitas efectuadas;. Tempo Total de visitas;. Tempo Máximo de visitas;. Tempo Mínimo de visitas;. Tempo Médio de visitas;. Número Total de visitantes;. Numero Máximo de visitantes (por visita);. Numero Mínimo de visitantes (por visita);. Numero Médio de visitantes (por visita);. É possível visualizar os dados estatísticos das visitas a cada objecto num gráfico apresentado, e seleccionar quais os objectos a ver; Estado Actual

19 19 Gestão Visitantes – Criar Visitante. Permite indicar os dados Nome, Morada, Cod. Postal, Localidade, Data Nascimento, Sexo, Telefone e Telemóvel e E-mail, e adicionar ao sistema. – Listar Visitantes. Permite listar os visitantes registados no sistema e pesquisar e/ou filtrar os resultados obtidos. Gestão Objectos – Criar Objecto. Permite indicar os dados Nome, Descrição, Tipo, Estado, Raio de Proximidade, Tempo Mínimo de Visita, Posição (Manual ou através de tag), caso seja por tag indicar qual a tag, e por fim regista no sistema. – Listar Objectos. Permite listar os objectos registados no sistema e pesquisar e/ou filtrar os resultados obtidos, sendo possível seleccionar um deles na lista apresentada, aceder aos seus dados em detalhe e se desejar alterar os seus dados. Estado Actual

20 20 Gestão Tags – Criar Tag. Permite indicar os dados Numero de Série, Fabricante, Tipo, Estado, e por fim regista no sistema. – Listar Tags. Permite listar as tags registados no sistema e pesquisar e/ou filtrar os resultados obtidos, sendo possível seleccionar uma delas na lista apresentada, aceder aos seus dados em detalhe e se desejar alterar os seus dados. Criar Objecto Gestão Utilizadores. Criar Utilizador –Similar ao visitante adicionando uma password e confirmação da mesma, bem como o perfil do utilizador a registar (Guia, Operacional ou Administrador), e adicionar o mesmo ao sistema.. Listar Utilizadores –Similar aos Visitantes Estado Actual

21 21 Localização – Tracking. Permite visualizar num pequeno mapa (versão Draft), a simulação de uma visita, observando-se qual o percurso feito pelos visitantes bem como os objectos visitados (e ou seleccionar quais os visitantes a mostrar) dentro do espaço coberto. (testado com valores simulados, e inseridos na Base de Dados) – Pontual. Permite localizar num determinado instante no mapa qual a posição de um determinado visitante ou visitantes de uma visita. Estado Actual

22 22 Imagem exemplo de um tracking de uma visita Estado Actual

23 23 Configurações – Sistema. Permite configurar aspectos (valores por defeito) relacionados com sistema:. Objectos –Raio de Proximidade (em metros); –Tempo mínimo de Visita (em segundos); –Adicionar um novo tipo de objecto;. Tags –Adicionar um novo tipo de Tag;. Localizações –Granularidade da recolha de posições (em segundos) –Tempo em dias do Histórico.. Estatísticas –Número máximo de Objectos a aparecer por defeito no gráfico das estatísticas; – Área pessoal –Permite editar e alterar os dados do utilizador, como a password por exemplo. Estado Actual

24 24 Outros módulos / Interfaces – Foram igualmente desenvolvidos os módulos para permitir a interligação com os restantes componentes, nomeadamente os de localização: – Módulo de comunicação com a camada de middle-ware de localização para informar quais as tags que estarão a ser utilizadas numa determinada visita – Módulo de recolha da informação de localização relativa a cada tag a ser utilizada nesse instante. – Módulo de detecção de quanto um objecto é visitado. Estado Actual

25 25 Enquadramento Divisão de Tarefas por Participante Estado Actual Demonstrador Sumário LOPES Nuno Borges Carvalho

26 26 Primeiro Demonstrador instalado no laboratório de Rádio Frequência do IT para demonstração da máquina de localização Demonstrador LOPES Nuno Borges Carvalho

27 27 o O sensor M1 entra na área povoada com sensores fixos. o O sensor M1 ao entrar na área de interesse A, o sistema activa nos monitores informação relativa a essa área. o Ao sair de uma área de interesse é desactivado a informação nos monitores. o Os monitores podem informar ao sensor M1 que tipos de áreas de interesse estão mais próximas dele e dar a indicação da sua localização espacial (à esquerda, à direita). Demonstrador LOPES Nuno Borges Carvalho

28 28 Sistemas de localização com informação ao utilizador baseada na localização relativa. Demonstrador a Instalar na Fábrica LOPES Nuno Borges Carvalho

29 29 Sensores colocados no tecto de madeira das salas de exposição. Demonstrador a Instalar na Fábrica LOPES Nuno Borges Carvalho

30 30 Desenvolvimentos futuros: – Quiosques. Pretende-se criar quiosques para integrar algumas das funcionalidades já desenvolvidas e disponibilizá-las aos visitantes, tais como:. Estatísticas da visita efectuada. Estatísticas das visitas efectuadas anteriormente. Consulta de informação dos objectos mais visualizados. Disponibilização em formato físico da informação relativa aos objectos que o utilizador demonstrou maior interesse, no decorrer da visita, etc.. Newsletters personalizadas aquando da apresentação de novos objectos semelhantes a outros, a que os visitantes demonstraram particular interesse.. etc. – Web. Disponibilizar online, nos sites das instituições que possuam este sistema, informação estatística relativa aos objectos mais visualizados, por género, idade, etc. Demonstrador a Instalar na Fábrica

31 31 Enquadramento Divisão de Tarefas por Participante Estado Actual Demonstrador Trabalhos Científicos Sumário LOPES Nuno Borges Carvalho

32 32 José Oliveira, Paulo Bartolomeu, José Fonseca, Luís Costa, Evaluating Severe Noise Interference in IEEE 802.15.4 based Location Systems, submitted to ETFA2008 – 13 th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation, Hamburg, Germany, September 2008. Fonseca, J., Bartolomeu, P., "A MAC Protocol to Manage Communications in Localization Systems based in IEEE802.15.4", Submitted to IECON'2008 - "34 th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society", Orlando, USA, November, 2008. Trabalhos Científicos

33 33 Suporte a R&D Mestrado em Eng. Física sobre o temaCorrecção de interferência electromagnética em sistemas de localização, José Oliveira. Orientação: Luís Cadilon e José Fonseca. Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações sobre o tema Software Defined Radio para Sistemas de Localização, Pedro Cruz. Orientação: Nuno Borges Carvalho Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações sobre o tema Controlo de assiduidade com multiposto e comunicações wireless, Pedro Simão. Orientação: José Fonseca Doutoramento em Eng. Electrotécnica sob o tema Real-Time Wireless Communications for Building Automation, Paulo Bartolomeu. Orientação: José Fonseca e Francisco Vasques Doutoramento em Eng. Electrotécnica sob o tema Wireless Communications for Assistive Technologies, Nuno Ferreira. Orientação: José Fonseca LOPES Nuno Borges Carvalho

34 34 FIM Obrigado nbcarvalho@ua.pt LOPES Nuno Borges Carvalho