U lab-eatis2012
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Authors: W. W. F. Sarmento, P. S. Paula, P.T.C.Pequeno Filho, G. A. L. Pallard J. N. Souz, G. C. Barroso, M. C. Pequeno U-LAB: A UBIQUITOUS COMPUTING BASED ARCHITECTURE TO LABS WORKS USING WIRELESS SENSOR NETWORK AND RADIO- FREQUENCY IDENTIFICATION Universidade Federal do Ceará Instituto Universidade Virtual MAY 15, 2012
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Authors: W. W. F. Sarmento, P. S. Paula, P.T.C.Pequeno Filho, G. A. L. Pallard J. N. Souz, G. C. Barroso, M. C. Pequeno
U-LAB: A UBIQUITOUS COMPUTING BASED ARCHITECTURE TO LABS WORKS USING WIRELESS SENSOR NETWORK AND RADIO-FREQUENCY IDENTIFICATION
Universidade Federal do CearáInstituto Universidade Virtual
MAY 15, 2012
Professor of Digital Multimedia Systems in Universidade Federal do Ceará
Researcher of Instituto Universidade Virtual
SOME THINGS ABOUT ME
CONTENT
Context
Motivation
Solutions Overview
Case Study
Conclusions
MAY 15, 2012
MARK WEISER
“The most profound technologies are those that disappear. They
weaver themselves into the fabric of everyday life until they are
indistinguishable from it”.
1957-1999MAY 15, 2012
MOTIVATION
The UAB courses have many activities in lab;
There are presential tutors to teach the experiments in lab but the distance tutor have not access to this experiments in real time;
The student has not access a your experiment out the lab.
MAY 15, 2012
MOTIVATIONS
How to make the students access your experiments outside the labs to redo them?
How to extend the lab practices to Virtual Learning Environment?
How to enable teachers and tutors can remotely monitor the students in laboratory practices?
MAY 15, 2012
CONTEXT
MAY 15, 2012
MAIN CONTEXT: UBIQUITOUS COMPUTING (UBICOMP)
“Computational model that intends to respond proactively to the users needs, working invisibly”
MAY 15, 2012
CONTEXT
Ubiquitous Computing uses many hardware and software technologies;
There are two featured UbiComp technologies:
Wireless Sensor Network;
Radio Frequency Identification;
MAY 15, 2012
REDES DE SENSORES SEM-FIO (RSSF)
They are special types of Mobile Ad Hoc Network (MANET), whose nodes are microprocessor-controlled units that collect information from sensors coupled them.
MAY 15, 2012
RFID
Method of automatic identification of objects via radio frequency.
MAY 15, 2012
PROPOSTAS DE INTEGRAÇÃO ENTRE RFID E WSN
Smart base station: as bases WSN e os Leitores RFID estariam integrados em uma mesma estação-base, chamada;
Smart nodes: aumenta-se o número de leitores RFID diminuindo suas funcionalidades, a fim de minimizar a complexidade de cada leitor;
Smart tags: Uso de rótulos ativos mais inteligente, onde as tags não enviariam diretamente para os leitores as mensagens, mas enviariam para rótulos mais próximos até chegar a estes.
MAY 15, 2012
SOLUTION OVERVIEW
Propõe-se a criação de uma arquitetura que faça uso de uma rede mista de sensores sem-fio e RFID para mapeamento de equipamentos utilizados em laboratórios a fim de permitir que:
Alunos possam revisitar o experimento de forma virtual a fim de identificar problemas e soluções;
Professores possam monitorar as práticas dos alunos em tempo real ou avaliá-las posteriormente.
MAY 15, 2012
SOLUTION OVERVIEW
U-Lab: Infra-estrutura de hardware e software para implementação de monitoramento, resgate de dados e análise de dados em atividades laboratoriais.
WSN RFID-NALMA
u-Lab
MAY 15, 2012
WSN E RFID NETWORK
Monitoramento e localização de objetos e pessoas no espaço laboratorial;
Envio de dados para uma estação-base conectada a Internet.
MAY 15, 2012
AMBIENTE LABORATORIAL DE MONITORAMENTO DE ATIVIDADES
(ALMA)
Rede mista de sensores sem-fio e RFID para mapeamento de equipamentos utilizados em laboratórios de química;
Alunos e professores portando dispositivos móveis como smartphones e tablets poderiam:
Monitorar experimentos;
Identificar objetos;
Levar dados de variáveis físicas para laboratórios virtuais.
MAY 15, 2012
VISÃO GERAL DO ALMA
ALMA
AAPAAA
SMIL
SLOP
WSN
RFID
AplicaçõesLaVESMAY 15, 2012
COMPONENTES DO ALMA
Sistema de Monitoramento e Identificação em Laboratório Real (SMIL): responsável pela identificação, localização e sensoriamento dos indivíduos e objetos presentes no laboratório de química, diretamente relacionados às atividades a serem realizadas;
Sistema de Localização de Objetos e Pessoas (SLOP): sistema auxiliar ao SMIL que permite a localização de pessoas e equipamentos. Este sub-sistema tem direta relação com as WSN e leitores RFID;
MAY 15, 2012
COMPONENTES DO ALMA
Ambiente de Atividades do Professor (AAP): parte do sistema de acompanhamento acessível aos professores para entrada de tarefas e monitoramento de atividades;
Ambiente de Atividades do Aluno (AAA): parte do sistema de acompanhamento acessível aos alunos para verificação de tarefas e documentação de tarefas. Também permite a vinculação dos dados pertencentes aos alunos, com as tarefas propostas e as informações provenientes do SMIL;
MAY 15, 2012
COMPONENTES DO ALMA
Laboratório Virtual para Experiências Simuladas (LaVES): sistema responsável pela criação de laboratórios 3D utilizando técnicas de Realidade Virtual.
MAY 15, 2012
CASE STUDY
Cenários modelados para se ter uma visão geral do comportamento do sistema;
Criados 06 cenários sequenciais que vão da entrada do aluno no laboratório até envio dos dados para uma aplicação externa;
Criado 01 cenário (Cenário 07) para modelagem do monitoramento e sensoriamento do ambiente;
Usado Redes de Petri para modelagem.
MAY 15, 2012
CENÁRIO 05
Cenário 05: Aluno
deve avisar AAA
se a tarefa foi
Concluída, Não
Concluída por
Problemas ou
Não Iniciada;
MAY 15, 2012
CONCLUSIONS
Referencial teórico para Laboratórios Virtuais;
Procura da melhor solução de Localização de Objetos e Pessoas;
Modelagem dos sistemas;
Integração do modelo gerado com aplicações de comunicação da WSN e RFID.
MAY 15, 2012
