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UNIOESTE – Universidade Estadual do Oeste do ParanáCENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
Colegiado de Ciência da Computação
Curso de Bacharelado em Ciência da Computação
Desenvolvimento de um sistema de alerta para o atendimento de pessoas com deficiência visual
Felipe Schulz Sefrin
CASCAVEL
2012
FELIPE SCHULZ SEFRIN
Desenvolvimento de um sistema domótico de alerta para o atendimento de
pessoas com deficiência visual
Sefrin, já conversamos bastante sobre esse título de trabalho. Acho que vc deve se
restringir a soluções domóticas.
Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação, do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual do Oeste do Paraná - Campus de Cascavel
Orientador: Prof. Dr. Jorge Bidarra
CASCAVEL
2012
FELIPE SCHULZ SEFRIN
Desenvolvimento de um sistema Domótico (Sefrin, acho que havíamos discutido sobre
isso. Penso que nos restringirmos a sistemas domóticos seja mais prudente, pq, do contrário, o trabalho
pode ficar mais amplo e por isso mesmo vc teria de dar conta de um sistema que funcionasse em qq
ambiente) de alerta para o atendimento de pessoas com deficiência visual
Monografia apresentada como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel em Ciência da Computação,
pela Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus de Cascavel, aprovada pela Comissão formada pelos
professores:
Prof. Dr. Jorge Bidarra (Orientador)
Colegiado de Ciência da Computação,
UNIOESTE
Prof. Adriana Postal
Colegiado de Ciência da Computação,
UNIOESTE
Prof. Marcio Seiji Oyamada
Colegiado de Ciência da Computação,
UNIOESTE
Cascavel, 16 de junho de 2012.
DEDICATÓRIA
"A mente que se abre a uma nova idéia, jamais
voltará ao seu tamanho original" Einstein.
AGRADECIMENTOS
Digite os agradecimentos que quiser, e se quiser, pois não é obrigatório, mas pode
jogar confete a vontade, desde que não fique muito extenso (portanto nada de agradecimentos ao
cachorro, ao gato, ao papagaio, etc.)
LISTA DE FIGURAS
vi
LISTA DE TABELAS
vii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
OMS Organização Mundial de Saúde
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
TA Tecnologia Assistiva
ICIDH International Classification of Impairments, Disabilities and Handicaps
AV Acuidade Visual
RFID Identificação e Rastreamento por Rádio Frequência
RTLS Rastreamento e Localização em Tempo Real
viii
LISTA DE SÍMBOLOS
ix
SUMÁRIO
Lista de Figuras..........................................................................................................................i
Lista de Tabelas .......................................................................................................................ii
Lista de Abreviaturas e Siglas................................................................................................iii
Lista de Símbolos.....................................................................................................................ix
Sumário......................................................................................................................................x
Resumo.....................................................................................................................................xii
1 Introdução...............................................................................................................................1
1.1 Objetivo de Pesquisa........................................................................................................1
1.2 Solução Proposta..............................................................................................................1
1.3 Organização do Documento ................................................................................................2
2 Pessoas Com Deficiência: Problemas e Solução .................................................................3
2.1 Conceitos de Deficiência..................................................................................................3
2.2 Classificações de Deficiências ........................................................................................4
2.2.1 Deficiência Visual .................................................................................................4
2.3 Soluções do Governo Brasileiro para Indivíduos com Deficiência .........................................5
3 O papel das TAs para pessoas com deficiência...................................................................7
3.1 Tecnologias Assistivas: Aspectos Gerais ........................................................................7
3.2 Classificações de Tecnologia Assistiva ...........................................................................7
3.3 TAs voltadas à Deficientes Visuais .....................................................................................8
4 Correlação para com Outros Sistemas.................................................................................9
4.1 Domótica..........................................................................................................................9
4.2 Trabalhos Correlatos........................................................................................................9
4.3 Tecnologia Utilizada em Nosso Trabalho...........................................................................10
4.3.1 Funcionamento do RFID......................................................................................12
4.3.2 Exemplos de Sistemas que Utilizam RFID..........................................................12
5 Desenvolvimento do Sistema...............................................................................................11
x
5.1 Modelagem do Sistema..................................................................................................11
5.1.1 Requisitos Funcionais..........................................................................................12
5.1.2 Requisitos Não Funcionais...................................................................................13
5.1.3 Diagrama de Casos de Uso...................................................................................14
5.1.4 Diagrama de Classes............................................................................................14
5.2 Sintetização de Voz........................................................................................................14
5.3 Base de dados...................................................................................................................14
5.3.1 Diagrama Entidade Relaciona da Base de Dados................................................15
5.4 Buffer de Armazenamento de Posição de Sensores.......................................................15
5.5 Módulo de Leitura de Sensores......................................................................................15
5.6 Módulo de Teste de Colisão...........................................................................................15
5.7 Requisitos de Hardware .................................................................................................15
5.7.1 Descrição do Siemens Moby R............................................................................15
5.7.2 Funcionamento do Siemens Moby R...................................................................15
5.7.3 Exemplos de Aplicações sugeridas pela Siemens................................................15
6 Perspectivas Futuras ...........................................................................................................17
7 Conclusões ............................................................................................................................18
Apêndice A ..............................................................................................................................19
Referências Bibliográficas .....................................................................................................20
xi
RESUMO
Ponha aqui o seu resumo, mas não se esqueça que o resumo não é uma introdução, e por isso mesmo
não deve ser detalhado. Não escreva demais, e procure manter-se dentro dos limites de palavras
estabelecidas nas normas.
Palavras-chave: Ponha aqui as palavras-chave que sejam relevantes para a rápida contextualização do
seu trabalho.
xii
Capítulo 1
IntroduçãoA Organização Mundial de Saúde (OMS) estima que existam cerca de 285 milhões de
pessoas com deficiência visual no mundo, das quais 39 milhões são indivíduos cegos e 246
milhões têm baixa visão [1]. Somente no Brasil, os dados publicados pelo Instituto Brasileiro
de Geografia e Estatística (IBGE), no Censo de 2000, mostram que 14,5% da sua população
sofrem de algum tipo de deficiência [2]. Desse contingente, aproximadamente 16,6 milhões
de pessoas são deficientes visuais; quantidade essa que vem aumentando significativamente
ao longo dos anos, desde então [3]. Serfrin, no dia 29-06-2012, portanto bem recentemente, o
IBGE publicou o resultado atualizado e completo referente ao CENSO de 2010. Envio por
mensagem alguns arquivos e notícias publicadas sobre o assunto para que vc possa atualizar
em seu texto esses dados.
Tanto no Brasil como em outros países, vários tipos de soluções tecnológicas assistivas
vêm sendo desenvolvidas por empresas e também institutos de pesquisa, com o objetivo de
auxiliarem pessoas com deficiência em suas atividades diárias. Dentre as tecnologias
assistivas mais utilizadas recentemente, encontram-se os sistemas de reprodução em braile,
ampliadores e leitores de tela de computadores, bengalas sinalizadoras de obstáculos,
passarelas com trilhas específicas para a movimentação de cegos em calçadas ou ruas e
Sistemas de Controle Automático de Ambientes [4], assunto de interesse desse trabalho.
Defince-seDefine-se acessibilidade (Sefrin, pegue na literatura alguma definição mais
formal sobre o que vem a ser Acessibilidade. Isso q vc escreveu não está bom).como
sendo a melhoria em autonomia e mobilidade de uma gama maior de pessoas, para incluirmos
pessoas que tiveram alguma redução em sua mobilidade ou apresentam dificuldade em se
comunicar. Além do citado, acessibilidade também se direciona a eliminação de barreiras
envolvendo preconceito e discriminação referentes às necessidades e potencialidades das
pessoas com deficiência [5].
1
Para fechar essa introdução, você precisa dizer, em linhas gerais o que vai fazer
em relação ao seu trabalho. Veja como em outros trabalhos já publicados as pessoas
fazem isso em suas propostas, artigos, relatórios, etc.
1.1 Objeto de Estudo
Diante da dificuldade de locomoção de pessoas portadoras de deficiências visuais nos
ambientes, sejam eles em suas casas, nas ruas, nos locais de trabalho e assim por diante,
um problema desafiador se coloca: Como tentar minimizar as dificuldades dessas
pessoas quando em circulação por esses espaços? Partindo-se desse ponto, o objeto de
estudo que aqui se desenvolve é ..... (CONTINUE), tendo em vista que o sistema deva
controlar o ambiente e interagir com o usuário. Este controle deve ser feito,
diferenciando o usuário de pessoas normais e de obstáculos (objetos) que estarão sendo
monitorados.
1.2 Solução Proposta
Buscando contribuir com área de desenvolvimento de Sistemas de Controle
Automático de Ambientes, especialmente no que diz respeito à domótica, propõe-se aqui
(CONTINUE)Dentre o que foi dito, nos propomos a especificar, modelar e implementar
um protótipo de sistema de controle automático de ambientes, baseado em alertas
utilizando programação concorrentes. O sistema terá que mapear o usuário em todo o
ambiente controlado, auxiliando-o em seu deslocamento pelos obstáculos (objetos
mapeados a partir de sensores posicionados nos mesmos), reproduzindo frases em
português, para cada aviso.
1.3 Organização do Documento
Em termos estruturais, esse trabalho assim se organiza. No capítulo xx, ..... (AJUSTE
o que vc disse a partir dessa minha sugestão). MAS ATENÇÃO: 7 capítulos é MUIIITA
COISA. Tente reduzir isso, por exemplo, juntando algumas partes do seu texto num
único capítulo. Claro, os assuntos precisam estar relacionados entre si. Uma forma de
essa junção ser feita, tendo em vista vários tópicos de discussão, é vc lançar mão de
2
seções e subseções dentro do capítulo) Este trabalho está dividido em sete capítulos,
sendo o primeiro esta introdução, que faz uma apresentação sobre o contexto, objetivo e
solução proposta para o mesmo.
No Capítulo 2 apresentamos alguns conceitos, sendo dividido em duas seções: a primeira
apresenta os conceitos de tecnologias assistivas; a segunda seção conceitua e classifica as
deficiências com ênfase na deficiência visual.
No Capítulo 3 apresentamos alguns conceitos de tecnologias assistivas, como podemos
aplica-las, e exemplos de TAs voltadas para deficientes visuais.
No Capítulo 4 discutiremos domótica e apresentaremos trabalhos correlatos, e faremos
uma discussão sobre a tecnologia dos sensores que iremos simular em nosso trabalho.
O Capítulo 5 é dedicado à apresentação de nosso trabalho em si, sendo descrito a
especificação modelagem e a implementação. Teremos uma visão detalhada de cada atividade
realizada dentro do procedimento de desenvolvimento do mesmo, onde abordado importantes
etapas no processo tais como a estrutura do módulo de leitura de sensores e o módulo de
calculo de proximidade, a relação entre sensores e objetos/pessoas, como é realizado o cálculo
de proximidade.
No capítulo 6 apresentaremos sugestões de trabalhos futuros desse estudo.
Por fim o capítulo 7, apresentaremos as conclusões de nosso trabalho.
3
Capítulo 2
Pessoas Com Deficiência: Problemas e Solução
2.1 Conceitos de Deficiências
Segundo o Instituto Benjamin Constant [7], um indivíduo é considerado portador de
deficiência quando o mesmo apresenta, em caráter permanente, perdas ou reduções em
sua estrutura física ou função anatômica, fisiológica, psicológica ou mental, limitando-os
para a realização de algum tipo de atividade ou tarefa em suas vidas diárias.
Em 1993, a Organização Mundial da Saúde (OMS) lançou a 3ª Classificação
Internacional das Deficiências, Incapacidades e Desvantagens [6] (3ª International
Classification of Impairments, Disabilities and Handicaps – ICIDH). De acordo com a
OMS, as deficiências foram classificadas com base em três conceitos chaves, a saber:
Deficiência: perda ou anormalidade da estrutura psicológica, ou fisiológica,
anatômica ou uma função.
Incapacidade: qualquer restrição ou falta de capacidade do indivíduo realizar uma
atividade de forma normal para o ser humano.
Desvantagem: considerado uma desvantagem para um indivíduo, resultante de uma
deficiência ou incapacidade, cujo limite ou impeça o mesmo de cumprir um papel
que é normal para aquele indivíduo.
2.2 Classificações de Deficiências4
Com base nesses conceitos, a OMS classifica as deficiências em (Sefrin, cite aqui as
classificações gerais sugeridas pela OMS. Como eu lhe disse, vc não vai precisar detalhar
essas deficiências, exceto a visual que é a que nos interessa nesse trabalho). Uma
OUTRA COISA IMPORTANTE, elimine do seu texto o uso frequente q vc faz em
relação a “nós”, especialmente quando estamos nos baseando no que a literatura diz.
Por exemplo, logo aqui abaixo vc diz: “,Segundo o Instituto Benjamin Constant,
classificamos as deficiências em deficiência motora, deficiência cerebral, deficiência mental,
deficiência visual, deficiência auditiva e deficiência múltipla. Neste trabalho focaremos mais
a deficiência visual. Sobre essa minha chamada, destaquei a seguir os lugares em q vc,
sistematicamente, faz isso. Ajuste/Corrija esse problema. Para tanto, reporte-se a
trabalhos publicados para que tenha uma ideia melhor de como fazer o que lhe peço.
2.2.1 Deficiência Visual
Deficiência visual é tratada com sendo a redução ou perca da capacidade visual tendo um
caráter definitivo nos dois olhos, onde não se tem uma melhora ou correção através do uso de
lentes, de tratamento clínico ou cirúrgico, como apresenta o Instituto Benjamin Constant.
Acuidade Visual (AV) é o grau de aptidão do olho, ou seja, a capacidade de percepção a
forma e o contorno de objetos. Essa capacidade é atribuída aos cones (células fotossensíveis
presentes na retina), que se responsabilizam pela Acuidade Visual, central, que compreende a
visão de forma e a visão de cores [8].
Apresentaremos uma tabela referente aos níveis de AV.
Classificação Acuidade Visual de Snellen
Acuidade Visual Decimal Auxílios
Visão Normal 20/12 a 20/25 1,5 a 0,8 • Bifocais comunsPróximo do normal 20/30 a 20/60 0,6 a 0,3 • Bifocais mais fortes
• Lupas de baixo poderBaixa visão moderada
20/80 a 20/150 0,25 a 0,12 • Lentes esferopris-máticas• Lupas mais fortes
Baixa visão profunda 20/500 a 20/1000 0,04 a 0,02 • Lupa montada telescópio• Magnificação vídeo• Bengala• Treinamento Orientação/Mobilidade
Próximo à cegueira 20/1200 a 20/2500 0,015 a 0,008 • Magnificação vídeo livros falados, Braille
• Aparelhos de saída de voz• Softwares com sintetizadores de
5
voz• Bengala• Treinamento Orientação/Mobilidade
Cegueira total Sem projeção de luz Sem projeção de luz • Aparelhos de saída de voz• Softwares com sintetizadores de
voz• Bengala• Treinamento Orientação/Mobilidade
Tabela 2.1 – Níveis de Acuidade Visual
Segundo Antônio Menescal Conde, professor do Instituto Benjamin Constant, em 1966 a
OMS registrou 66 definições para cegueira. Para que este número fosse simplificado, em 1972
a OMS propôs normas para a definição de cegueira e para uniformizar as anotações dos
valores de acuidade visual com finalidades estatísticas.
Quando usamos o termo cegueira, não necessariamente estamos falando que a pessoa seja
totalmente incapacidade para ver, mas, isso sim, prejuízo dessa aptidão a níveis incapacitantes
para o exercício de tarefas rotineiras.
Utilizamos o termo cegueira parcial, para os indivíduos que são capazes apenas de
enxergar e perceber vultos (contornos sinuosos) a uma curta distância (como aproximar os
dedos dos olhos e conta-los). Como se encontram muito próximos da cegueira total, estes
indivíduos só têm percepção (distinção entre claro e escuro) e projeção de luz (capaz de
identificar também a direção de onde provém a luz).
A cegueira total é a perca completa de visão. A visão é totalmente nula, isto é, nem a
projeção luminosa está presente.
Consideramos um indivíduo como sendo cego se a visão corrigida do melhor dos seus
olhos é de 20/200 ou menos, isto é, a mesma consegue enxergar a 20 pés (6 metros) e uma
pessoa de visão normal pode enxergar a 200 pés (60 metros), ou se o diâmetro mais largo do
seu campo visual forma um arco menor que 50 graus, ainda que sua AV nesse estreito campo
possa ser superior a 20/200.
Nesse contexto, caracteriza-se como portador de visão subnormal aquele que possui
acuidade visual de 6/60 e 18/60 e/ou um campo visual entre 20 e 50º.
Pedagogicamente falando, tratamos como sendo cego aquele indivíduo que necessita de
instrução em Braille e como portador de visão subnormal aquele que lê tipos impressos
ampliados ou com o auxílio de recursos ópticos.
6
2.3 Soluções do Governo Brasileiro para Indivíduos com
Deficiência (acho que aqui o título poderia ser algo mais ou
menos assim: Investimentos do Governo Brasileiro no
campo do desenvolvimento de Tecnologias voltadas para
pessoas com deficiência)
O Ministério da Saúde publica uma cartilha como sendo o resultado de diversas investigações de
usuários e seus familiares sobre ações de acessibilidade, prevenção de deficiências, assistência à saúde
da pessoa com deficiência e processos de reabilitação. Incluso a isto, incluindo a dispensação de
órteses, próteses e meios auxiliares de locomoção, e bolsas de ostomia, fornecidos pelas unidades de
saúde que integram a rede de serviços do Sistema Único de Saúde (SUS), em todo o País [5].
A Política Nacional de Saúde da Pessoa com Deficiência (Portaria MS/GM nº 1.060, de 5 (cinco)
de junho de 2002) define uma gama de possibilidades seguindo da prevenção de agravos à saúde até a
reabilitação de pessoas com deficiência em sua capacidade funcional e desempenho, auxiliando sua
inclusão em todas as esferas sociais. Um dos pilares da política foca o fortalecimento de movimentos
institucionais, que buscam ampliar a acessibilidade e inclusão, visando à melhoria de acesso a
estruturas físicas, a informações e aos benefícios e serviços que se encontram disponíveis às pessoas
com deficiência no SUS [9].
Segundo a ONU (Organização das Nações Unidas) o Brasil encontra-se entre 1/3 dos países
membros da ONU que disponibilizam uma legislação para as pessoas com deficiência. Atuando nas
áreas de direitos humanos; na defesa de valores de dignidade, inclusão e acessibilidade; na melhoria
das condições de vida; no acesso a ambientes e serviços públicos tais como educação, saúde,
transporte e segurança. Foram apresentados avanços na legislação em relação à educação inclusiva,
atenção à saúde, a reabilitação e seus complementos, como por exemplo, as órteses, próteses ou um
meio de locomoção, cotas para inclusão no mercado de trabalho [5].
Cada vez mais o Brasil vem investindo em processo de acessibilidade para cada um dos tipos de
deficiência, sendo elas, adaptações nos ambientes físicos e meios de transporte, em formas para
comunicação de informações às pessoas com deficiência auditiva ou visual, implementação de
políticas de ações afirmativas entre outras áreas envolvidas [5].
Sefrin, vc tem de desenvolver mais essa parte. Dentre outras coisas, vc precisa falar sobre em que o
governo está investindo nessa área de desenvolvimento de TAs.
7
Capítulo 3
O papel das TAs para pessoas com deficiência
(Sefrin, elimine de seu texto expressões como essas. Em trabalhos técnicos e científicos isso
não pega nada bem) O avanço tecnológico nas diferenças áreas e para finalidades diversas tem
possibilitado o desenvolvimento de sistemas que auxiliam pessoas que apresentam algum grau de
dificuldade para a realização de atividades cotidianas, onde um ser humano sadio consegue realizar
com certa facilidade. Podemos associar estas tecnologias a uma melhora na qualidade de vida para o
indivíduo portador de deficiência. A essas tecnologias damos o nome de tecnologias assistivas (TA).
3.1 Tecnologias Assistivas: Aspectos Gerais
Bersch [4] define Tecnologia Assistiva como sendo um arsenal de recursos e serviços que
possam contribuir e auxiliar, a uma pessoa com algum tipo de deficiência, para o aumento de
suas habilidades funcionais, promovendo assim uma melhora em sua qualidade de vida [4].
Segundo a autora, as TAs se classificam da seguinte maneira: segundo Rita Bersh. São: TAs
para Auxílios para a vida diária e vida prática; Comunicação Aumentativa e Alternativa; Recursos de
acessibilidade ao computador; Sistemas de controle de ambiente; Projetos arquitetônicos para
acessibilidade; Órteses e próteses; Adequação Postural; Auxílios de mobilidade; Auxílios para cegos
ou para pessoas com visão subnormal; Auxílios para pessoas com surdez ou com déficit auditivo;
Adaptações em veículos.
(acho que a abertura de uma subseção aqui é
desnecessária. O texto pode ser contínuo)Dentre os tipos de TAs, nosso
trabalho está focado na categoria de Sistema de controle de ambiente.
Os sistemas de controle de ambiente são sistemas que controlam um ambiente mapeado, podendo
ser um quarto, uma sala, um escritório e até mesmo uma residência. Dependendo de sua
funcionalidade, pode auxiliar pessoas com deficiência motora, facilitando o acionamento ou
8
desligamento de aparelhos eletrônicos, ativação de sistema de segurança. Pode auxiliar pessoas com
deficiência visual em sua locomoção, instruir uma navegação facilitada para o usuário, assim como as
outras funcionalidades tratadas para pessoas com deficiência motora.
3.3 TAs voltadas a Deficientes Visuais
As TAs com cunho em softwares podem subdividir entre três níveis: os Leitores de Tela, os
Navegadores Textuais e os Navegadores por Voz [10].
Leitor de Tela: é um sistema que processa um texto que está presente na tela do computador e o
reproduz em forma de sintetização de voz ou em um display braile (dispositivo que apresenta pontos,
onde os mesmos podem ser salientados ou rebaixados, permitindo a leitura por um deficiente visual).
Alguns exemplos do mesmo são: o JAWS [11] e o DOSVOX [12], que possui um sistema completo
dotado de leitor de tela.
Navegador Textual: é um navegador com base textual, que se diferencia dos navegadores que
apresentam elementos visuais. O mesmo pode ser utilizado como sendo um Leitor de Tela por uma
pessoa com deficiência visual ou por pessoas que acessam a internet com conexão lenta.
Navegador com voz: é um sistema que auxilia a navegação a partir de sintetização de voz.
Existem sistemas que permitem o reconhecimento de voz, como sendo comandos voltados ao sistema,
e outros se utilizam de toques em dispositivos (como por exemplo, um celular), permitindo controlar e
enviar comandos ao sistema.
9
Capítulo 4
Trabalhos Correlatos
Sefrin, vc precisa falar mais sobre os trabalhos correlatos, é claro. Mas, para isso, vc
tem de escrever uma certa introdução em que posicione o seu leitor sobre o que ele vai
ler aqui.Um dos principais focos no desenvolvimento de Sistemas de Automação
Residencial (SAR) está no gerenciamento de recursos, conforto, segurança e
entretenimento. Podemos dizer que estes SAR fazem parte da Domótica [13].
4.1 Domótica
A domótica se vem se mostrando uma área muito interessante e acaba atraindo um grande
número de pessoas para a sua utilização. Podemos entendê-la como sendo o controle e
automação de residências, tendo como objetivos apresentar um maior conforto e uma maior
segurança, tanto em nível da detecção de situações de emergência, como incêndios, falhas de
segurança, quanto em nível da detecção e sinalização de situações, como localizar objetos. Se
tratando de conforto, temos uma gama de possibilidade, como por exemplo, o controle de
luminosidade residencial, controle térmico do ambiente, ligar e desligar equipamentos
eletrônicos [13].
Neste contexto, utilizamos dos conceitos de domótica para que conseguíssemos uma
solução viável do problema apresentado neste trabalho.
JUNIOR e SARNO apresentam um trabalho um tanto quanto interessante [14],
desenvolvendo um sistema para auxiliar as pessoas com deficiência visual a se locomoverem
em ambientes limitados ou desconhecidos sem grandes esforços ou dificuldades. Podemos
citar estes ambientes como sendo quartos de hotéis, hospitais entre muitas outras
possibilidades. Eles se utilizam de tecnologias que se baseiam em microcontroladores e
10
multiplexadores, que são capazes de mapear, por meio de chave digital, a pessoa com
deficiência visual, a partir dos pisos pressionados pela mesma.
Figura 4.1 - Tela da Interface do sistema supervisório de JUNIOR e SARNO [14].
Isso aqui faz parte da Metodologia e não de Trabalhos CorrelatosDiferente da tecnologia
apresentada pelo trabalho acima, utilizaremos uma tecnologia de sensores que trabalham com
radio frequência, chamada de RFID (Radio Frequency Identification). Esta tecnologia
possibilita muitos benefícios para indústrias e outros ramos comerciais. Para tanto,
mostraremos seu funcionamento [15].
4.3.1 Funcionamento do RFID
Os RFID consistem em três partes, as tags, os leitores e o software que fará o processamento dos
dados. As tags usualmente são utilizadas em produtos, como uma etiqueta adesiva de código de barras,
11
mas podemos coloca-las em encapsulamentos resistentes, em cartões de identificação ou até mesmo
pulseiras [15].
O funcionamento do sistema RFID funciona da seguinte maneira, o leitor dispara um sinal que é
recebido pelas tags que se encontram no campo de alcance, e sintonizadas na mesma frequência. As
tags recebem o sinal através de suas antenas (caso sejam ativas, ou apenas refletem o sinal se forem
passivas) e transmitindo os dados nelas armazenados. Podemos encontrar diversos tipos de dados nas
tags, entre eles, números de série, instruções para configuração, os histórico de suas atividades (como
data da última manutenção, o momento em que a tag passou por um local específico, temperatura,
dentre outros). Logo em seguida, o dispositivo de leitura/gravação decodifica o sinal que recebeu da
tag e transfere os dados para o sistema de computador, sendo que esta transferência pode ser via
conexão cabeada ou sem fio [15].
Figura 4.2 – Modelo de Tag [15].
Existem muitos tipos de tags, que podem ser usadas em diferentes condições. Um exemplo disto
são as tags utilizadas para caixas de papelão que apresentam materiais plásticos não necessariamente
seriam ideais para a utilização em pallets de madeira, containers de metal ou em vidro. Podemos
encontrar tags do tamanho de um grão de arroz, assim como, grandes como um tijolo, ou finas e
flexíveis a ponto de serem anexadas a etiquetas adesivas [15].
4.3.2 Exemplos de Sistemas que Utilizam RFID
12
Capítulo 5
O Sistema PropostoSefrin, seria legal se o seu sistema tivesse um nome. Normalmente, na área da computação, criamos uma sigla representativa para o que a nossa solução vai fazer. Às vezes, essa sigla se parece com alguma palavra em Português sem que, é claro, ela seja realmente uma palavra em Português. Por ex., SACCI – Sistema Automático de Controle para o Cliente. (Percebeu?). Tente alguma coisa nesse sentido
5.1 Modelagem do Sistema
Decidimos utilizar aA metodologia para o desenvolvimento desse trabalho se baseia na
metodologia ágil XP [16] (Extreme Programming), pelo fato de ser um processo de desenvolvimento
de software voltado, entre outras características, para:
• Projetos cujos requisitos são vagos e mudam com frequência;
• Desenvolvimento de sistemas Orientados a Objetos;
• Desenvolvimento iterativo ou incremental, onde o sistema começa a ser desenvolvido e ao longo
do processo vai ganhando novas funcionalidades aumentando seu valor para o cliente;
A outra parte do desenvolvimento contará com a metodologia de desenvolvimento ágil SCRUM
[17]. Decidimos por esta metodologia por ser um processo de desenvolvimento de software voltado,
entre outras características, para:
• Cada Sprint (o desenvolvimento do sistema é dividido em ciclos regulares ao longo do tempo, e
chamamos de Sprint cada um destes ciclos) é uma iteração que segue um ciclo e entrega incremento
de software pronto.
• Há entrega de conjunto fixo de itens do Backlog (lista que contem as funcionalidades desejadas
no sistema) em série de interações curtas ou Sprints;
• Breve sessão de planejamento, na qual os itens do Backlog para uma Sprint (iteração) são
definidos;
13
• Retrospectiva, na qual todos os membros da equipe refletem sobre a Sprint passada.
Aliado a estas metodologias de desenvolvimento, será utilizado o padrão de arquitetura MVC [18],
onde o sistema será dividido em três camadas: o modelo, a visão e o controlador.
• Modelo: oferece a principal funcionalidade da aplicação, sendo ciente da dependência dos
componentes de controle e visão.
• Visão: cada visão corresponde a um estilo e formato de apresentação de informações para o
usuário.
• Controlador: utiliza as entradas dadas pelo usuário, a partir de eventos, e executa operações em
cima do modelo.
5.1.1 Requisitos Funcionais
Lista-se abaixo, de forma numerada, os requisitos do sistema, que descrevem os serviços
que o sistema deve oferecer. Nos Requisitos abaixo, o termo gerenciar, foi utilizado no
sentido de inserir, alterar, excluir e consultar, essa simplificação foi feita para diminuir o
volume de informações nesta seção do documento.
[RF – 01] Gerenciar Objetos
O sistema deverá permitir ao administrador gerenciar os objetos presentes no ambiente
controlado, contendo alguns dados métricos (largura e altura). Disponibilizando funções de
incluir, excluir, consultar e alterar os mesmos. Prioridade: Alta. Solicitante: Administrador e
usuário.
[RF – 02] Gerenciar Pessoas
O sistema deverá permitir ao administrador gerenciar as pessoas que se utilizem do
ambiente controlado, contendo alguns dados pessoais (nome, telefone). Disponibilizando
funções de incluir, excluir, consultar e alterar os mesmos. Prioridade: Alta. Solicitante:
Administrador.
[RF – 03] Gerenciar Sensores
14
O sistema deverá permitir ao administrador gerenciar os sensores que se vinculam a
pessoas ou objetos, contendo alguns dados de referência (identificação do objeto ou pessoa e
estado do sensor). Disponibilizando funções de incluir, excluir, consultar e alterar os mesmos.
Prioridade: Alta. Solicitante: Administrador.
[RF – 04] Gerenciar Usuário
O sistema deverá permitir ao administrador gerenciar os usuários (pessoas com
deficiência visual), contendo alguns dados como nome e raio, vinculando-se com as
prioridades. Disponibilizando funções de incluir, excluir, consultar e alterar os mesmos.
Prioridade: Alta. Solicitante: Administrador.
[RF – 05] Gerenciar Prioridade
O sistema deverá permitir ao administrador gerenciar as prioridades de proximidade
que se vinculam a um usuário. Conterá dados de nome e distancia que será utilizada para fazer
os testes de proximidade. Disponibilizando funções de incluir, excluir, consultar e alterar os
mesmos. Prioridade: Alta. Solicitante: Administrador.
[RF – 06] Gerenciar Local
O sistema deverá permitir ao administrador gerenciar os locais que se vinculam a
sensores, poderemos validar o local de cada sensor se for necessário. Conterá dados de sua
localidade (posições “x” e “y” em relação ao ambiente e seus tamanhos, altura e largura).
Disponibilizando funções de incluir, excluir, consultar e alterar os mesmos. Prioridade: Alta.
Solicitante: Administrador.
5.1.2 Requisitos Não Funcionais
O sistema elaborado, embora seja de cunho acadêmico, apresenta uma quantidade
considerável de requisitos não funcionais para se obter o mínimo de qualidade requerida.
Apresentamos estes requisitos, que são definidos de três tipos: de processo, de produto e
externos.
Requisitos de Processo
15
[RNF/PROC-01] A modelagem do sistema deverá ser orientada a objetos.
[RNF/PROC-02] Preferencialmente deve ser usada uma metodologia ágil para o
desenvolvimento do sistema, pois o mesmo não tem todos os requisitos definidos e novas
funcionalidades poderão ser adicionadas.
Requisitos de Produto
[RNF/PER-03] Para obter eficiência na consulta dos dados armazenados deverá ser
utilizado o banco de dados PostgreSQL com modelagem normalizada.
[RNF/PER-04] O sistema deverá simular o seu funcionamento em tempo real.
[RNF/CUS-05] O sistema será implementado em java para a facilidade de portabilidade
caso necessário.
[RNF/USA-06] Deve apresentar mensagens de erro quando o usuário tentar entrar com
dados inconsistentes.
[RNF/USA-07] Para uma aparência agradável do sistema, utilizaremos tons de cores mais
suaves, e padronização de telas.
[RNF/USA-08] O sistema implementará arquitetura de software MVC. Onde os modelos
de dados, a parte visual e parte lógica de funcionamento são separadas, tornando mais fácil
qualquer incremento no software.
[RNF/USA-09] A implementação do sistema deve ser orientada a objetos. Aplicando assim
conceitos de reaproveitamento de código.
Requisitos Externos
[RNF/EXT-10] O sistema deverá atender ao auxílio mínimo para uma pessoa com
deficiência visual, sem influenciar em sua privacidade.
5.1.3 Diagrama de Casos de Uso
A seguir apresentamos o diagrama de Casos de Uso de nosso sistema juntamente com uma
breve discussão sobre o mesmo. (Ah, não!!! Dê um jeito de colocar esses diagramas na
16
horizontal e enquadrados na págiana. Além disso, eles não podem estar cortados como
aqui)
5.1.4 Diagrama de Classes
17
A seguir apresentamos o diagrama de Classes de nosso sistema juntamente com uma breve
discussão sobre o mesmo.
18
5.2 Sintetização de Voz
Para que conseguíssemos sintetizar a voz, utilizamos uma biblioteca presente nos pacotes
Java, chamada Java Speech [19], onde por sua vez conseguimos passar alguns parâmetros de
configuração da voz gerada. Exemplificaremos estes parâmetros utilizando um trecho de
código de nosso sistema.
5.3 Base de dados
Utilizamos o SGBD PostGreSQL[20] para a armazenagem e vínculos dos sensores à
objetos e pessoas. Foi utilizado o padrão DAO (Data Acess Object) [21] para o acesso ao
SGBD junto ao padrão Factory Method [22], para que assim o sistema tenha uma boa divisão
para acompanhar a metodologia de desenvolvimento.
5.3.1 Diagrama Entidade Relacional da Base de Dados
Apresentaremos o diagrama de entidade relacional de nossa Base de Dados juntamente
com a descrição de cada entidade e relacionamento utilizado.
19
20
5.4 Buffer de Armazenamento de Posição de Sensores
Utilizamos uma lista estática de posições, que chamamos de Buffer, onde armazenamos
cada posição cartesiana “x” e “y” de cada sensor, para que os módulos de Leitura de Sensores
e Teste de Colisão consigam acessá-los.
5.5 Módulo de Leitura de Sensores
Tanto para o Módulo de Leitura de Sensores quanto o Módulo de Teste de Colisão foram
desenvolvidos com embasamento em programação concorrente, onde cada um deles se torna
uma thread, que segundo Silbestschatz [23], são chamados de processos leves, sendo uma
unidade básica de utilização da CPU, onde cada um do mesmo possui um ID, um contador de
programa, um conjunto de registradores e uma pilha, para implementar os módulos de evento.
Para tanto, teremos um sistema que possui múltiplos threads conseguindo assim, realizar mais
de uma tarefa por vez.
Como cada um dos dois Módulos utiliza o módulo de buffer, sendo que o módulo de
Leitura de Sensores faz a leitura e escrita de informações no buffer e o Módulo de Teste de
Colisão faz apenas a leitura.
Porém podemos ter casos onde o Módulo de Teste de Colisão irá acessar a mesma posição
do buffer que o Módulo de Leitura de Sensores, e isto pode acarretar inconsistência de dados
(ler um dado que não está atualizado). Para que isto não ocorra, teremos que utilizar uma
ferramenta do Java, chamada Sincronysed [23].
5.6 Módulo de Teste de Colisão
Texto do restante do TCC
5.7 Requisitos de Hardware
Pelo fato de simularmos a recepção de posições de sensores, apresentaremos um exemplo
de sensores (Siemens Moby R [24]) que poderiam ser utilizados para a realização de testes
reais de nosso sistema.
5.7.1 Descrição do Siemens Moby R
21
O dispositivo MOBY R é um sistema de localização tecnicamente mais maduro em relação
a processamento em tempo real, sendo um dos melhores sistemas de identificação. Possibilita
uma gama de possibilidades quando o assunto é custo-benefício. O novo MOBY R se utiliza
de um novo padrão quando se tratamos de transparência, relação custo-eficácia e eficiência
[24].
Com ele, localizar veículos na indústria automobilística através de rastreamento e
separação de materiais na indústria química até o gerenciamento de materiais complexos e
sistemas de transporte na área de logística.
5.7.2 Funcionamento do Siemens Moby R
Explicaremos o funcionamento desta tecnologia.
22
Figura x – Funcionamento do Moby R
1. Tags: Estes são transmissores de sinais que são montados sobre os objetos individuais.
Os sinais são automaticamente ou manualmente acionados.
2. Gatilho: O sinal é iniciado fora do intervalo definido, por exemplo, ao sair de uma área
específica.
3. Antenas eletrônicas: sinais são transferidos sob a forma de pacotes de dados para o
servidor local.
4. Servidor de Localização: aceita e processa os dados recebidos das antenas.
5. Display: São possíveis as visualizações de objetos particulares.
6. Software: a ligação a sistemas de gestão existentes, permitindo várias funções de
diagnóstico.
5.7.3 Exemplos de Aplicações sugeridas pela Siemens
Segundo a Siemens [24] podemos utilizar o Moby R para uma grande diversidade de
aplicações. Apresentaremos as aplicações sugeridas pela Siemens:
• Localização transparente em tempo real.
23
• Localização e controle de veículo.
• Acompanhamento de veículos e caminhões de entrega.
• Sistema sem fio de chamada de Material.
• Localização de embalagens e caixas contendo diversos materiais.
• Localização do pessoal de manutenção.
• Funções de segurança como veículo de controle de acesso, ou rastreamento de pessoal.
24
Capítulo 6
Perspectivas futuras
25
Capítulo 7
Conclusões
26
Apêndice A
Título do Apêndice A
27
Referências Bibliográficas
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29
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30
