T2: Redes Inalámbricas Aplicaciones

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1 T2: Redes Inalámbricas Aplicaciones A. Introducción B. Aplicaciones de posicionamiento y localización C. Aplicaciones para redes MANET D. Aplicaciones para redes de sensores E. Aplicaciones de computación ubícua F. Herramientas de desarrollo El API BlueZ J2ME ("Java 2 Micro Edition") The.NET Compact Framework Mobile Devices Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/

2 Redes inalámbricas: The killer application? A. Introducción El éxito o fracaso de las nuevas tecnologías de red, dependen de las aplicaciones que de ellas pueden beneficiarse Una pequeña muestra: En la oficina En el coche De viaje Llegando a casa En centros comerciales En operaciones militares Aplicaciones de trabajo en grupo Servicios contextuales Nuevos escenarios de aplicación 2

3 Entornos civiles Reuniones y congresos Servicios de información contextual (Museos) Aeropuertos Sincronización transparente entre dispositivos Entornos domésticos Entornos de oficina Entre vehículos Entornos militares Vehículos, soldados Redes tácticas Desastres naturales Operaciones de búsqueda y rescate Redes de área personal (PANs) A. Aplicaciones inalámbricas ++ 3

4 Servicios domóticos Servicios contextuales Servicios de negocio A. Aplicaciones basadas en servicios Servicios de salud Proveedor de servicios Servicios de información Ubiquitous Computing Servicios de localización Servicios de aprendizaje 4 We are always very bad at predicting how a given technology will be used and for what reason Bran Ferren, chief Disney Imagineer

5 . Tamaño de los sistemas Demasido pequeños para ser vistos ENIAC (4 de Febrero, 946) A. Sistemas computadores Evolución tecnológica Computador ENIAC 2ª guerra mundial Válvulas de vacío (8000) 30m largo por 2,5m alto 20 registros de 0 bits Tarjetas perforadas ENIAC: Von Neumann, John Mauchly, y J. Presper Eckert 5 Source: ENIAC, Museum Online:

6 . Tamaño de los sistemas Demasido pequeños para ser vistos Avances tecnológicos Tecnología VLSI Comunicación inalámbrica Smart Dust (sensor nodes) A. Sistemas computadores Evolución tecnológica SMART DUST ( mm3) Capacidad de procesamiento Elementos de sensorización Comunicación inalámbrica Autonomía (Batería) Movilidad, espacio reducido, bajo coste, 6 SMART DUST Autonomous sensing and communication in a cubic millimeter Source: Smart Dust Project,:

7 SMART DUST Autonomous sensing and communication in a cubic millimeter Componentes: Fuentes de energía Celda solar Almacenamiento de energía Batería Power capacitor Sensores Procesamiento Receptores ópticos Comunicación inalámbrica Pasiva Activa 7

8 SMART DUST Autonomous sensing and communication in a cubic millimeter Aplicaciones: Detección y seguimiento de objetos Caracterización del entorno Clasificación Inventarios Espacios inteligentes Defensa Estáticos vs dinámicos? 8

9 2. Coste de los sistemas computadores demasiado bajo para permitir su generalización En un futuro no lejano A. Sistemas computadores Evolución tecnológica Cualquier objeto cotidiano, dispondrá de capacidad de procesamiento que permitirá el despliegue de ambientes y contextos inteligentes de bajo coste Procesadores embebidos: En cualquier objeto Bajo coste Sin coste adicional Objetos cotidianos vs Computadores? 9

10 3. Velocidad de los sistemas Demasido rápidos para imaginarselos Ley de Moore (965) Velocidad de procesamiento y capacidad de almacenamiento se duplican cada 8 meses Se prevé que siga la misma tendencia en los próximos 0 años. A. Sistemas computadores Evolución tecnológica 0

11 3. Velocidad de los sistemas Demasido rápidos para imaginarselos Generalización de la ley de Moore Los parámetros tecnológicos más importantes se duplican cada 3 años Capacidad de memoria Ancho de banda Capacidad de proceso Consecuencia: Scaling down A. Sistemas computadores Evolución tecnológica +2+3 = + Pequeño + Barato + Rápido +2+3 = tamaño y número

12 Ancho de banda (Bandwidth) Ancho de banda de una fibra óptica ~ 0 Gb/s 2000: Wavelength Division multiplexing (WDM) The dream of Terabit transmission a reality Conexión Mainframes Ordenadores Personales Redes locales Internet EVERYTHING CONNECTED A. Sistemas de comunicación Evolución tecnológica 2 Tecnología inalámbrica Wireless WAN GSM, UMTS Wireless LANs IEEE 802. Nostalgia?

13 A. Heterogeneidad de los sistemas inalámbricos actuales 3 Mobile ad hoc networking: imperatives and challenges, Imrich Chlamtac, Marco Conti, Jennifer J.-N. Liu, Ad Hoc Networks, Elsevier, (2003).

14 Wireless LANs (00 500m) Mobile Ad Hoc Networks (MANETs) Wireless PANs ( -0 m) Spontaneous Networks Wireless BAN (-5 m) Sensor s networks Redes de Satélites Redes celulares (de telefonía) Redes Ubícuas A. Tipos de redes 4

15 Wireless LANs (00 500m) A. Redes inalámbricas de Área Local Red corporativa de acceso a datos con características similares a las Redes Locales (RALs). Permiten el acceso de estaciones móviles con tecnología inalámbrica utilizando puntos de acceso (base stations) Mismos requerimientos que las LAN Capacidad Conectividad Características especiales: Requiere un punto de acceso por celda (BSS) Acceso inalámbrico Seguridad reducida Movilidad Ancho de banda reducido? 5

16 A. Redes inalámbricas sin infraestructura Mobile Ad Hoc Networks (MANETs) Sistemas autónomos formados por un conjunto de estaciones móviles que se comunican con tecnología inalámbrica No utilizan ningún tipo de infraestructura cableada fija Topología dinámica Comunicación de múltiple salto Radio de comunicación limitado 6 Red ad hoc

17 Wireless PANs ( -0 m) A. Redes inalámbricas de Área Personal Red que se establece alrededor de personas y que permite la comunicación entre dispositivos de uso personal. Permite la comunicación de dispositivos en un área reducida Conexión con dispositivos propios Conexión con otros dispositivos del entorno Proliferación de dispositivos de uso personal 7

18 Spontaneous Networks A. Redes Espontáneas Red privada temporal de pequeña escala que se establece alrededor de un grupo de personas que participan en tareas colaborativas Tareas colaborativas No utilizan ningún tipo de infraestructura cableada fija El encaminamiento no es un requisito fundamental Comunicación de único salto 8 Red Espontanea

19 Wireless BAN (-5 m) A. Body Area Networks (BAN) Red de soporte a micro dispositivos distribuidos por el cuerpo humano (cámaras, micrófonos, sensores) Red de bajo consumo (na) y baja capacidad (kb/s) Aplicaciones Reconocimiento automático del usuario y configuración del entorno Home networks Car networks PAN networks Entornos inteligentes Ropa inteligente Sensores de huellas 9 Otras Aplicaciones Wearable Computing

20 A. Body Area Networks (BAN) Red de soporte a los Wearable Computers Wearable computing? Joyería o Wearable computing? By 2009 computer will disappear. Visual information will be written directly onto our retinas by devices in our eyeglasses and contact lenses Raymond kurzweil 2 0

21 Sensor s networks Sistemas autónomos desplegadas de forma densa y aleatoria Objetivo: Entregar la información desde los sensores hacia una entidad central para su procesamiento Soluciones similares a MANETs. But Muchos Dispositivos de bajo coste Baja potencia A. Redes de sensores 2 ++ Soluciones

22 Redes de Satélites Satélites: Satélites Geostationary Earth Orbit (GEO) Ejemplo: Inmarsat Satélites Low-Earth Orbit (LEO) Ejemplo : Iridium (66 satellites) Global Positioning System, (GPS) 26 satélites controlados por el DD de los EEUU. Sistema de localización Galileo Propuesta de posicionamiento global Europea. Se espera que el 2008 el sistema disponga de 30 satélites operativos Terminales compatible con GPS A. Redes inalámbricas de área amplia 2 2 ground stations

23 2 3 Redes celulares A. Redes inalámbricas de área amplia Redes de telefonía: Primera generación, 985. Sistemas analógicos. Total Access Communication Systems TACS Celda de radio 30 km. No roaming. Aplicaciones de voz. Segunda generación, 992. Sistema digital, GSM. Celda de radio 5-0 km. Roaming internacional. Voz y datos. Segunda generación ++, 995. SMS, GPRS, EDGE Tercera generación, UMTS. Servicios multimedia. 2 Mb/s Celda de radio 2.5 km. Roaming global Sistemas 4G. (Beyond 3G) Sistema completamente digital 4G Redes IP de commutación de paquete Alta velocidad. Aplicaciones multimedia. QoS Red celular

24 Tomorrow every object will become smart and they will all be interconnected Avances tecnológicos Procesadores Sensores Comunicaciones Nuevos materiales Consumo Precio Miniaturización Red de la oficina PAN and Body Network A. Redes Ubícuas Red de casa inteligente Redes EVERYWHERE 2 4

25 DECT Estándar de telefonía inalámbrica Bluetooth A. Tecnologías de soporte Estándar de comunicación inalámbrica en áreas reducidas (BAN, PAN, LAN) WLAN (IEEE 802.b ( Mbps), IEEE 802.g (54 Mbps)) Red de comunicación radio en entornos locales sin licencia. Rango de 50 m alrededor de puntos de acceso (Hot Spot) WiMAX (IEEE a, b, d, e, g) Extensión de WLAN para velocidades de hasta 74 Mbps y cobertura desde cientos de metros hasta varios km. En 2006, los portátiles incorporarán WiMAX chips. GSM, GPRS y EDGE Estándares de comunicación móvil de Segunda Generación (2G) UMTS Estándar de comunicación móvil de Tercera Generación (3G) Máxima tasa de transferencia 2 Mbps HSDPA Mejora UMTS hasta 4,4 Mbps 2 5 4G (Alta movilidad y alta tasa de transferencia) Requerimientos de comunicación móvil de Cuarta Generación (4G)

26 T4: Redes Inalámbricas Aplicaciones A. Introducción B. Aplicaciones de posicionamiento y localización C. Aplicaciones para redes MANET D. Aplicaciones para redes de sensores E. Aplicaciones de computación ubicua F. Herramientas de desarrollo El API BlueZ J2ME ("Java 2 Micro Edition") The.NET Compact Framework Mobile Devices Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/

27 B. Aplicaciones de Posicionamiento y localización Location + mobile devices Location-based services and Context-aware applications Context includes: users location and the environment. 2 7 Enemigo público (Will Smith).

28 Sistema de localización B. Sistemas de localización Sistema que proporciona la posición geográfica, más o menos exacta, de una entidad móvil. Posición que se ofrece al propio dispositivo móvil Evento que se transmite a un servidor remoto de forma transparente Una primera clasificación Sistemas de localización para exteriores Son sistemas concebidos para localizar entidades móviles en áreas extensas Permiten implementar multitud de aplicaciones dependientes del contexto Inconvenientes: QUÉ SUCEDE EN ENTORNOS CERRADOS? Sistemas de localización para interiores Sistemas diseñados de forma específica para la localización de entidades en un edificio 2 8

29 Se basan en tratamiento de señales: B. Sistemas de localización Retardos de propagación y desfase de señales Exteriores: Señales de radiofrecuencia o señales digitales vía satélite Interiores: Señales de radiofrecuencia o infrarrojos. Receptores: Cada vez mas pequeños y baratos Precisión receptores satélite ~ 20 metros (SE PUEDE MEJORAR) Precisión protocolos de telefonía ~ 00 metros (SE PUEDE MEJORAR) Tendencias Utilización de tecnologías inalámbricas Standard Integración de varios sistemas de localización (Robustez de localización) Tecnología WirelessLAN Potencia de la señal Tecnología Bluetooth Inquiry Tecnología etiquetas inteligentes Detección de RFID 2 9

30 B. Sistemas de localización para exteriores. Global Positioning System (GPS) Sistema compuesto por 26 satélites (Se prevén nuevos lanzamientos 2009) Facilita información de localización, velocidad y hora Basado en el concepto de triangularización Satélites y señales digitales vs antenas terrestres y niveles de potencia Usuario Receptor GPS, calcula la posición a partir de desfases de señales Sistema lineal (mínimos cuadrados nétodo iterativo hasta reducir el error) Cobertura global y gran precisión (< m) Controlados por la Fuerza Aérea EEUU Sources: GPS,: 3 0

31 B. Sistemas de localización para exteriores 2. Galileo Propuesta europea de posicionamiento global por satélite 30 satélites 2008 Pleno funcionamiento y administrado por personal civil VOCACIÓN COMERCIAL: Servicio gratuito de posición (error < 5 metros) Servicios de pago de mayor precisión Compatibilidad GPS y GALILEO PENDIENTES DE ACUERDOS C. López and M. Cano, Galileo: The European satellite radio navigation system. IEEE Global Communication Newsletter, IEEE Communication Magazine,

32 B. Sistemas de localización para exteriores 3. Sistemas de localización de telefonía móvil Servicio LCS (Location Service) Define la funcionalidad, interfaces y mensajes necesarios para localizar terminales en una red de telefonía móvil (GSM, UMTS, etc) CATEGORÍAS LCS: LCS COMERCIAL Proporciona servicios de valor añadido a los usuarios. LCS INTERNO Utilizados por la propia operadora de acceso. Medidas de tráfico, información de cobertura, servicios suplementarios LCS DE EMERGENCIA Permiten dar asistencia a llamadas de emergencia. Obligatorio en algunos países. Ofrecen la posición del llamante a los servicios que responden a la llamada. LCS LEGAL Utilizados para combatir delitos NEXT Mecanismos de posicionamiento para LCS 3 2

33 B. Sistemas de localización para exteriores Mecanismos de posicionamiento para LCS. (Se han estandarizado los siguientes tres mecanismos.) Timing Advance (TA) La posición la calcula el SMLC (Service Mobile Location Centre) Utiliza dos parámetros: La celda receptora Estimación del desfase debido al retardo de propagación de una señal TA. Timing of Arrival (TOA) Se utilizan LMU (Location Measurement Units) El terminal envía ráfagas de acceso a varias LMUs Localización en función de la estimación de varias LMUs Sistema no escalable Enhanced Observer Time Difference (E-OTD) Las medidas las realiza el propio Terminal móvil Se calcula la posición a partir del tiempo de llegada de una señal enviada por varias estaciones base 3 3

34 Ejemplos de aplicación B. Sistemas de localización para exteriores Pathfinder (Casio) Características técnicas: Precisión 30m 66x66x30 mm 40 gramos Autonomía ~ 000 medidas Receptor GPS 3 4 Futuro: Integración GPS en RFID y tarjetas PCMCIA Localizador de mascota Posición vía GPS Gadget o herramienta útil?

35 3 5 B. Sistemas de localización para interiores. Triangulación de radiofrecuencia Se miden las distancias a varios puntos a partir de las señales recibidas y la intersección determina la posición Se suele utilizar la potencia de la señal recibida A menor potencia más lejano se encuentra el objeto que emitió la señal Sistemas que lo utilizan: 3D-iD id. Producto de la compañía PinPoint Dispositivos móviles con etiquetas de radiofrecuencia Infraestructura fija (emisores, receptores, centro de procesamiento) RADAR. Propuesta de Microsoft Research Utiliza tecnología comercial WaveLAN que permite obtener medidas de potencia de señales

36 3 6 B. Sistemas de localización para interiores 2. Balizas de infrarrojos y de radiofrecuencia La localización depende de la asociación de objetos con zonas o balizas. Se han utilizado tecnologías diversas: de infrarrojos, y de radiofrecuencia Sistemas que lo utilizan: Bat y su predecesor Active badge System. Sistema propuesto por AT&T Utiliza tecnología de radiofrecuencia e infrarojos Infraestructura de elementos receptores Transmisores inalámbricos móviles Estación base Servidor central CoolTown. Sistema propuesto por Hewlett-Packard Utiliza tecnología de infrarojos La posición se determina mediante la asociación terminal baliza La localización de los objetos se distribuye hacia un servidor web a traves de la red de datos Cricket. Propuesta del MIT Parecido al sistema CoolTown. Sin embargo, éste funciona de forma transparente al usuario.

37 B. Sistemas de localización para interiores Food for thoughts Sistemas de localización basados en el standard Bluetooth Estudio del arte Análisis de las arquitectura propuestas Implementación de un primer prototipo Adaptación a otros entornos 3 7 Contribución al desarrollo de aplicaciones alternativas de bluetooth: localización de usuarios y telemando, Jaime García, Tesis Doctoral, 2003.

38 Objetivo inicial del proyecto: Ofrecer servicios eficientes de localización y coordinación en grandes y medianas organizaciones Localización de profesores y estudiantes en la ETSIA Localización de doctores y pacientes en un hospital. EMERGENCIAS Soluciones existentes: Recepcionista PBXs son de utilidad! Solamente útil si el usuario se involucra. Buscas (Beeper) Usuario no contesta? Active Badge Asociados a personas y objetos Utilizar el badge para: Control de acceso Servicios de localización B. The Active Badge Location Project Sources: R. Want, A. Hopper, V. Falcao, and J. Gibbons, "The Active Badge Location System", ACM Trans. on Information Systems, Vol. 0, No., Jan. 992.

39 Active Badges B. Arquitectura de Active Badge Asociados con objetos y personas. Pueden emitir de forma periódica (~0s) un código identificativo (BEACON) Red de sensores Distribuidos por la corporación para comunicarse con los Badges Servidor central Conectado con la red de sensores. Recoge la información y la hace disponible Active Badge Red inalámbrica de infrarrojos Sensor Servidor central /Aplicación Active Badge... Active Badge Sensor Red cableada 3 9

40 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Características Tamaño: 5cm x 5cm x 0.7cm Tecnología infrarrojos (Alcance 6 metros) Consumo energía Periodo de señalización (5 sec ~ batería año) Wearable Línea de visión B. Active Badge

41 Ethernet Badge Sensor Computer Servidor Central 2 líneas de Infrarrojos alimentación, línea de control línea de datos B. Arquitectura de red 4

42 Asistente de recepcionista B. Aplicación inicial Monitoriza la localización de los empleados de una organización Permite los siguientes comandos FIND, WITH, LOOK, NOTIFY, HISTORY 4 2

43 Beneficios Localización de personal Gestión de reuniones Identificación de visitas A. Beneficios de la aplicación Mejoras Redirección automática de llamadas Aceptación de llamadas condicionales a la localización Privacidad? 4 3

44 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. The Active Badge. DEMO. Prototipo Olivetti Research Laboratory Cambridge, England DEMO The Active Badge olivetti research laboratory

45 B. The Bat Ultrasonic Location System Active Bat vs Active Badge Localización 3D Proporciona localización de grano fino Permite implementar nemeerosas aplicaciones Posicionamiento Realidad virtual Seguimiento de objetos Sources: M.Addlesee, R.Curwen, S.Hodges, J.Newman, P.Steggles, A.Ward and A.Hopper, "Implementing a Sentient Computing System", IEEE Computer, 200.

46 B. Principios de funcionamiento Arquitectura de red:. Transmisores radio. (Circuitería de transmisión rádio) 2. Bat. (Circuitería de transmisión rádio y de ultrasonidos) 3. Receptores de Ultrasonido. (Posicionamiento 3D) Teoría Triangulación de ondas de ultrasonido: Los receptores de ultrasonido calculan el tiempo de vuelo de la señal de ultrasonido. Conocida la velocidad del sonido y a partir de tres distancias Localización 3D Seguimiento de posición 3D Posicionamiento 3D 4 6 Andy Ward. Sensor-driven Computing. PhD thesis, University of Cambridge, 998.

47 B. Receptores de ultrasonido Matriz de receptores de ultrasonido Conectados en cadena (daisy-chain) Un DSP recoge las medidas de los receptores y calcula la posición 3D 4 7 Conector serie Daisy Chain

48 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. Implementación del sistema R. Harle, A. Beresford, The bat system in action, Ubiquitous Computing Workshop, 2002.

49 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Modelando el entorno B. Aplicaciones Generador de mapas de entorno (Localización)

50 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ información dependiente del entorno B. Aplicaciones

51 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Otras Información del entorno Posters inteligentes B. Aplicaciones Aplicaciones sígueme

52 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. The Bat Ultrasonic Location System. DEMO. Prototipo AT&T Laboratories Cambridge Cambridge, England DEMO The Bat Location System

53 Objetivo global del proyecto: Explorar aplicaciones contextuales en los espacios futuros? de computación ubicua Demostrar como los dispositivos móviles pueden ser utilizados en aplicaciones contextuales Objetivo a corto plazo Desarrollar la infraestructura necesarias para proporcionar servicios de visitas guiadas inteligentes Implementar una aplicación de visita guiada para PDA Aplicación CONTEXT AWARE Localización Predicciones Interación APLICACIÓN TURISMO B. Cyberguide Project Sources: Gregory D. Abowd, Christopher G. Atkeson, Jason Hong, Sue Long, Rob Kooper and Mike Pinkerton. Cyberguide: A Mobile Context-Aware Tour Guide. Baltzer/ACM Wireless Networks, Vol

54 Hardware PDA Interfaz entrada/salida Wearable Servicios Localización Indoor Infrarrojos (BEACON) Outdoor GPS Mapas y direcciones Información del entorno Múltiples diccionarios B. Características de Cyberguide Más Interacción entre usuarios Almacenamiento de información Realidad virtual 5 4

55 Cartographer (map component): Tiene información detallada del entorno Localización de laboratorios, edificios etc Librarian (information component) B. Arquitectura de Cyberguide Proporciona información acerca de objetos y señales que el usuario encuentra durante su visita Que artista pinto esta obra? Quién trabaja en este laboratorio? Navigator (positioning componet) Refleja en el mapa la posición exacta del usuario Que estoy viendo? Donde me encuentro? Messenger (communications component) Permite comunicaciones inalámbricas Enviar mensajes de aviso. El Bus sale dentro de 5 minutos!! 5 5 Sistema modular e independiente de la tecnología!!

56 5 6 Interiores Tecnología inalámbrica: Infrarrojos Sistema de guiado en el laboratorio de investigación: B. Prototipo Cyberguide Graphic, Visualization & Usability (Georgia Institude of Technology) Cartographer Mapa descriptivo de los laboratorios Librarian Base de datos con información de los laboratorios Navigator Interfaz entre el sistema de localización y el Cartographer Messenger Envío y recepción de , HTML y TCP/IP

57 Infrarrojos B. Sistema de posicionamiento interiores Distribución de mandos a distancia en el techo del laboratorio crewando celdas que identifican localización Emiten BEACON periódicos (40 Khz) Receptores controlados por motorola Inconveniente: POSICIÓN SOLAMENTE LA CONOCE EL RECEPTOR!! 5 7 Plataforma Apple

58 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. Cyberguide en exteriores Testbed Georgia Tech campus Tecnología de posicionamiento GPS Plataforma PDA + Windows CE Cyberguide Receptores GPS

59 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. Cyberguide. Extensiones. Interacción con el entorno 2. Mecanismos de comunicación mejorados Comunicación por raadiofrecuencia Mensajería Broadcast Avisos personales 2. mailing. CyBARguide

60 Objetivo global del proyecto: Promover la investigación en espacios inteligentes smart spaces or intelligent environment COOLTOWN = Pervasive computing + smart spaces + location awareness + augmented reality Websign Proyecto de computación ubícua basado en la integración de tecnologías web y espacios inteligentes Objetivo: Ofrecer servicios de computación ubícua relacionados con el entorno utilizando componentes virtuales denominados WEBSIGN Los Websign se integran con el entorno real utilizando para ello Servicios de localización Servicios de comunicación inalámbrica B. Cooltown Project Sources: S. Pradhan, C. Brignone, Jun-Hong Cui,A. McReynolds, M. Smith, Websign: hyperlinks from a physical location to the web, HP Laboratories, 2002.

61 Tecnologías PDA o teléfono móvil Sistema de posicionamiento (GPS) Software cliente y servidor: Recibe los Websign de su entorno Filtrado Selección (URL) Websign: Localización URL Información de control Categoría» Restaurantes, teatros, B. Websign: Arquitectura general Sistema de locacización: Diferencias con Active Badge? Enlace entre el entorno real y servicios ofrecidos vía web 6

62 Funciones. Crear y distribuir Websign en el entorno 2. Entregar a los clientes la lista de Websign disponibles B. Servidor Websign Interfaz gráfica de creación de Websign 6 2 Websign Markup Language ~ similar a WAP y XML

63 Funciones. Localizar servidores Websign Manualmente vs automáticamente (BEACON) 2. Recibir Websign desde el servidor 3. Filtrar los Websign utilizando para ello la localización 4. Mostrar la información al usuario Fases del cliente: Fases del cliente: ) Llegada a espacio inteligente 2) Recibe lista de Websign 3) Selecciona el Websign a mostrar Arquitectura del cliente B. Cliente WebSign 6 3

64 Trabajos relacionados Xerox PARCTAB B. Otros proyectos de localización W4 - The Wireless Web (Web-Browser for the Newton) Mobile Browser for the Newton (MIT) The InfoPad Project at Berkely A Prototype User Interface for a Mobile Multimedia Terminal Wearable Computing at GTRI GUIDE from Univ. of Lancaster 6 4

65 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. Tecnología RFID Sources: USATODAY,

66 Objetivo B. Tecnología RFID: Identificación inteligente Identificar objetos (cortas distancias) Qué son? Pequeños circuitos integrados con RF transponder Transponder = transmitter + responder Características Fuente de energía externa Inducción Campos electromagneticos Alcanzabilidad ~ m Capacidad de memoria ~ 00 bytes ROM, EEPROM Coste ~ 0. Material Etiquetas flexibles Papel adhesivo Ventajas respecto a los códigos de barras? Source: K. Finkenzeller, RFID Handbook: Radio-Frequency Identification Fundamentals and Applications. John Wiley & Sons, 2000.

67 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Vigilancia electrónica B. RFID Aplicaciones clásicas

68 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Elementos Etiquetas RFID Lectores Antenas RF Software B. Componentes de un sistema RFID Etiquetas RFID activos vs Etiquetas RFID pasivos Chip Antena

69 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. Etiquetas y lectores RFID Etiquetas Sencillas (sin circuito integrado real), para vigilancia Sofisticadas: incluyen circuitos que implementan protocolos anti-colisión Lector RF

70 Distancias cortas B. RFID. Principios de funcionamiento Energía por inducción El campo magnético generado por el lector induce un voltaje en la bobina del transponder (0mW cm, 00 microw 0 cm) Distancias largas (> 3 m) El campo magnético es sustituido por campos electromagnético (ondas) Diferentes productos han utilizado diferentes frecuencias Ejemplos comunes: 34,2 khz, 3,56Mhz 7 0

71 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. Frecuencias utilizadas Banda libre ISM (Industrial-Scientific-Medical) KHz (LF) 3,56 MHz (HF) 868/95 MHz (UHF) 2,45 GHz microondas

72 B. RFID Problemas de acceso al medio? El lector envía una señal que activa a todos lectores Problema: Todos los transponders podrían reaccionar en el mismo instante de tiempo Interferencia en el canal CSMA/CD? No es posible utilizar este método debido a que los transponder no reciben las señales procedentes de otros transponders Se hace necesario un método de control de acceso para evitar colisiones 7 2

73 Protocolo del PhilipsI*Code TDMA Aloha Ranurado Aloha ranurado por tramas Protocolo ISO MODE TDMA Protocolo determinista basado en consultas circulares Aloha puro Aloha ranurado Aloha ranurado por tramas ISO8000-3"MODE2 FDMA+TDMA 8 canales + Aloha ranurado B. Protocolos de acceso al medio Frame slotted aloha 7 3 RFID Multiple Access Methods, Internal Report, ETH Zürich, 2004.

74 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ µ-chip Frecuencia 2.45GHz ROM de 28-bit Área 0.4mm cuadrados Aplicaciones Industria Identificación Seguimiento B. Tecnología: Hitachi mu-chip

75 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Seguimiento en industria (ciclo de vida) B. Aplicaciones con mu-chip Identificación y seguridad

76 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Identificación y seguimiento Identificación de equipaje B. Aplicaciones RFID Seguimiento de correo

77 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Control de acceso Etiquetas identificativas B. Aplicaciones RFID

78 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Logística Inventario en tiempo real B. Aplicaciones RFID Seguimiento y control de productos

79 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ Identificación Identificación de vehículos B. Aplicaciones RFID Identificación y medidas en tiempo real

80 B. Proyecto ejemplo : The Smart Medicine Cabinet Application space plus Prototipo de la aplicación Interfaz de usuario 8 0 C. Floerkemeier, M.Lampe, and T. Schoch, The smart box concept for ubiquitous computing environments. In Proceedings of SOC 2003 (Smart Objects Conference), Grenoble, May 2003.

81 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. The Smart Medicine Cabinet Research space Tratamiento de colisiones Errores de lecturas (false positive and false negative reads) Errores operacionales Colisiones

82 Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/ B. Proyecto ejemplo 2. The intelligent Cookbook Cookbook Detección automática de ingredientes Propuesta del menú Características Control de la compra Preferencias de menú

83 B. Proyecto ejemplo 3. ExxonMobils RFID payment Tarifación automática Lectores situados en puntos de salida Identificación y transacción en segundos La cuenta se carga de forma automática en la cuenta del cliente Aplicaciones Sistemas de peaje Parking Centros comerciales Tarifación automática 8 3

84 T4: Redes Inalámbricas Aplicaciones A. Introducción B. Aplicaciones de posicionamiento y localización C. Aplicaciones para redes MANET D. Aplicaciones para redes de sensores E. Aplicaciones de computación ubícua F. Herramientas de desarrollo El API BlueZ J2ME ("Java 2 Micro Edition") The.NET Compact Framework Mobile Devices Redes Inalámbricas y Computación Ubicua/