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30/04/2009




                                                                   Visão da Sun
                                                                   • Sun SPOT
                                                                      – Inspiring Java developers to create a whole new
                                                                        breed of devices and technologies - and
                                                                        accelerating the growth of the quot;Internet of Thingsquot;
    O Projeto Sun SPOT e
                                                                   • Novos dispositivos
    suas aplicações
                                                                      – Eletrodomésticos, automóveis, rodovias, máquinas,
                                                                        pessoas…
   Prof. DSc. Alisson Brito
                                                                         • Tudo conectado!!
   (http://alisson.brito.googlepages.com)
                                                                   • Novas tecnologias
                                                                      – Computação pervasiva, Web 3.0, IPv6, sistemas
                                                                        embarcados, computação baseada na localização,
                                                                        baseada no contexto…
                        Alisson Brito @ Semana da              1
                             Computação'2009                                       Alisson Brito @ Semana da Computação'2009              2




                                                                   Sun SPOT: Small Programmable Object
Internet of Things
                                                                   Technology
   “No futuro, tudo de valor estará na rede, de uma                   “O projeto Sun SPOT explora tecnologias de
     forma ou de outra.”                                                  transdutores sem fio que permitirão o
                     John Fowler, Software CTO da Sun                        surgimento da Internet of Things”

                                                                      “Uma plataforma para inspirar a criação dos
                                                                                 dispositivos do futuro”

                                                                           “Simplifica o desenvolvimento e a
                                                                       experimentação com pequenos dispositivos
                                                                                          sem fio”
                                                                                                                       Sun SPOT World
   Estamos prontos para tudo isso?

                   Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                       Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                               3                                                                          4




Tecnologia Sun SPOT                                                Especificação
• Principais características:                                      • Sensores                           • Interface
    Portátil                                                                                                 –   2.4 GHz IEEE 802.15.4
                                                                      – Acelerômetro de 3
    Java Micro Edition (Java ME)                                                                             –   Porta USB
                                                                        eixos (X, Y e Z)
             Tudo são objetos (sensores, LEDs, placas...)                                                    –   6 entradas analógicas
                                                                      – Sensor de temperatura
             Suporte a múltiplos Threads
                                                                                                             –   5 pinos de E/S digital
                                                                      – Sensor de
             Orientação a eventos
                                                                                                             –   2 botões
    Micro-processador ARM                                               luminosidade
                                                                                                             –   8 LEDs em cores RGB
    Comunicação via ZigBee ou USB                                  • Processador
     Baixo consumo de energia (entre 7 e 14 horas de
                                                                      – ARM de 180MHz
     autonomia)
                                                                      – 512KB de RAM
     Segurança (criptografia ECC)
         Poderosa e leve, ideal para dispositivos móveis
                                                                      – 4MB memória Flash
     Hardware modular e Open Source



                   Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                       Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                               5                                                                          6




                                                                                                                                              1
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Portátil e Modular                                                   Máquina Virtual Java
• Organizado em                                                      • Os Sun SPOTs rodam a Squawk Virtual
  camadas que podem                                                    Machine
  ser separadas                                                         – Escrever uma JVM em Java (até onde for possível)
   – Bateria                                                         • Compatível com CLDC 1.1
   – Placa mãe (processador                                          • O objetivo é rodar em pequenos dispositos
     e ZigBee)
                                                                       (Internet of Things)
   – Placa de sensores
                                                                     • O Sun SPOT é o primeiro dispositivo maduro
• Suporte a novas placas
                                                                       que roda o Squawk
  (open-source)
                                                                     • Implementa Isolates (aplicações são objetos)
                                                                        – Várias aplicações numa mesma JVM


                  Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                          Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                                7                                                                  8




Máquina Virtual Java                                                 Redes IEEE 802.15.4
                                                                     • WPAN (Wireless Personal Area Network)
                                                                        – Assim como o Bluetooth
                                                                     • Mas,
                                                                        –   Menor alcance (~30 metros)
                                                                        –   Menor taxa de transmissão (~256Kbps)
                                                                        –   Menor consumo de energia (meses ou anos)
                                                                        –   Dispositivos menores
                                                                        –   Roteamento Mesh (adaptativo)




                  Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                          Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                                9                                                                 10




Funcionamento                                                        Escalabilidade
• SPOTs podem rodar como:                                            • Um Sun SPOT possui poder computacional
                                                                       muito limitado?
   – Basestation
      •   Funciona conectado à um PC                                    – E se tivermos muitos SPOTs?
      •   Aplicação roda no PC e não no SPOT
      •   Apenas seu rádio é utilizado
      •   Aplicações convencionais (JavaSE e JavaEE) podem se
          comunicar com os SPOTs através da Basestation
   – Stand-alone
      • Funcionam em modo móvel
                                                                                                Internet
      • Roda uma aplicação Java (Java Micro Edition)
      • Vários dispositivos podem se conectar a uma mesma
        base
                                                                                    As “nuvens” são o limite!

                  Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                          Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                                11                                                                12




                                                                                                                                         2
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Desenvolvimento                                                       Hello World
                                                                       public class SunSpotApplication extends MIDlet {
• Funcionalidades
                                                                        protected void startApp() throws
   – Todos comandos através                                              MIDletStateChangeException {
     de scripts Ant
                                                                           System.out.println(quot;Hello, worldquot;);
       • Deployment, execução,
                                                                           ITriColorLED [] leds =
         debug, atualização etc.
                                                                         EDemoBoard.getInstance().getLEDs();
   – Função Over-the-Air
                                                                           leds[0].setRGB(100,0,0); // muda cor para vermelho
     (OTA)
       • Acesso total ao dispositivo                                        while (true) {
         via rádio                                                            leds[0].setOn();                  // pisca LED 0
   – Emulador Solarium                                                        Utils.sleep(250);                 // espera 1/4 de segundo
       • Interação entre SPOTs reais                                          leds[0].setOff();
         e virtuais                                                           Utils.sleep(3000);                 // espera 3 segundos
                                                                            }
                                                                       }}
                  Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                              Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                                 13                                                                         14




Acesso aos sensores                                                   Transmissão de dados
• Acelerômetro                                                        • Através de Datagramas
  double accelX =                                                        – O programador monta seus quadros como preferir
   EDemoBoard.getInstance().getAccelerometer().getAccelX();
                                                                      • Broadcasting
• Temperatura
                                                                      • Unicasting
  double temp =
                                                                         – Cada dispositivo possui um endereço IEEE MAC
    EDemoBoard.getInstance().getADCTemperature().getCelsius();
                                                                           único
• Luminosidade
                                                                         – Aqui o roteamento Mesh pode ser utilizado, se
  int lumi = EDemoBoard.getInstance().getLightSensor().getValue();
                                                                           configurado nos dispositivos
                                                                              • SPOT torna-se também roteador
                                                                              • Nesse caso, o alcance é quase ilimitado (até 65536 nós)
                                                                      • Comunicação entre pares através de portas
                                                                        (Sockets)
                  Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                              Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                                 15                                                                         16




                                                                      Iniciativa Sun SPOT-PB
                                                                                     SPOT-
                                                                      • Objetivo comum de investigar e difundir os
                                                                        potenciais da tecnologia Sun SPOT
                                                                      • Cada instituição participante possui um
                                                                        representante e se organiza internamente
                                                                         – Pesquisa, desenvolvimento e disseminação do
                                                                           conhecimento
                                                                      • Organização do evento “I Encontro do Sun
A iniciativa Sun SPOT-PB
                                                                        SPOT-PB”
Sun SPOT na Paraíba

                       Alisson Brito @ Semana da                 17
                            Computação'2009                                                Alisson Brito @ Semana da Computação'2009        18




                                                                                                                                                   3
30/04/2009




Participantes                                                                      UFPB – Campus IV - Projeto For-All
                                                                                                              For-
                                            • UFCG
• UFPB – Campus IV                                                                 • “For-All – Computação para Todos, em Todos
                                                 – Tecnologias Asssistivas
   – Projeto For-All                                                                 os Lugares”
                                                   (principalmente apoio a
      • Alisson Brito
                                                                                      – Democratizar o acesso à informação por todas as
                                                   deficientes visuais).
• UFPB – Campus I                                                                       pessoas e a partir de todos os lugares.
                                        • Joseana Fechine
   – Eng. Biomédica
                                                                                   • Prover uma infra-estrutura de comunicação
                                  • Unipe
      • Antonio Carlos e Leonardo
                                     – Robótica                                       – Com For-All comunidades SPOTs podem ser
        Vidal
                                                                                        formadas?
                                                       • Valéria Cavalcanti
• FIP (Patos)
                                            • IESP/FATECPB                            – Comunidades podem se comunicar entre si
   – Interface Homem-máquina
                                               – Robótica (Lego                       – Formar um “Pool de Serviços”
   – Ambientes inteligentes
                                                 MindStorm)
       • Nigini Abílio
                                                       • Gustavo Wagner
• ASPER
   – Jogos interativos
      • Alisson Brito
                   Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                                        Alisson Brito @ Semana da Computação'2009
                                                                              19                                                                 20




Arquitetura For-All
            For-                                                                   Demonstração!!
                                                   • Computação
                                                     pervasiva
                                                   • Baseada no
                                                     Contexto
                                                     (Context-Aware)
                                                   • Orientada a
                                                     Serviços (SOA)
                                                   • Interligação dos
                                                     outros projeto do
                                                     Sun SPOT-PB


                                                                                                  Alisson Brito @ Semana da Computação'2009      22
                   Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                  21




                        Obrigado!!!
                          Perguntas?

                 Maiores informações:
         http://sites.google.com/site/spotpb
                           ou
               alisson.brito@gmail.com




                 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009                    23




                                                                                                                                                        4

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  • 1. 30/04/2009 Visão da Sun • Sun SPOT – Inspiring Java developers to create a whole new breed of devices and technologies - and accelerating the growth of the quot;Internet of Thingsquot; O Projeto Sun SPOT e • Novos dispositivos suas aplicações – Eletrodomésticos, automóveis, rodovias, máquinas, pessoas… Prof. DSc. Alisson Brito • Tudo conectado!! (http://alisson.brito.googlepages.com) • Novas tecnologias – Computação pervasiva, Web 3.0, IPv6, sistemas embarcados, computação baseada na localização, baseada no contexto… Alisson Brito @ Semana da 1 Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 2 Sun SPOT: Small Programmable Object Internet of Things Technology “No futuro, tudo de valor estará na rede, de uma “O projeto Sun SPOT explora tecnologias de forma ou de outra.” transdutores sem fio que permitirão o John Fowler, Software CTO da Sun surgimento da Internet of Things” “Uma plataforma para inspirar a criação dos dispositivos do futuro” “Simplifica o desenvolvimento e a experimentação com pequenos dispositivos sem fio” Sun SPOT World Estamos prontos para tudo isso? Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 3 4 Tecnologia Sun SPOT Especificação • Principais características: • Sensores • Interface Portátil – 2.4 GHz IEEE 802.15.4 – Acelerômetro de 3 Java Micro Edition (Java ME) – Porta USB eixos (X, Y e Z) Tudo são objetos (sensores, LEDs, placas...) – 6 entradas analógicas – Sensor de temperatura Suporte a múltiplos Threads – 5 pinos de E/S digital – Sensor de Orientação a eventos – 2 botões Micro-processador ARM luminosidade – 8 LEDs em cores RGB Comunicação via ZigBee ou USB • Processador Baixo consumo de energia (entre 7 e 14 horas de – ARM de 180MHz autonomia) – 512KB de RAM Segurança (criptografia ECC) Poderosa e leve, ideal para dispositivos móveis – 4MB memória Flash Hardware modular e Open Source Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 5 6 1
  • 2. 30/04/2009 Portátil e Modular Máquina Virtual Java • Organizado em • Os Sun SPOTs rodam a Squawk Virtual camadas que podem Machine ser separadas – Escrever uma JVM em Java (até onde for possível) – Bateria • Compatível com CLDC 1.1 – Placa mãe (processador • O objetivo é rodar em pequenos dispositos e ZigBee) (Internet of Things) – Placa de sensores • O Sun SPOT é o primeiro dispositivo maduro • Suporte a novas placas que roda o Squawk (open-source) • Implementa Isolates (aplicações são objetos) – Várias aplicações numa mesma JVM Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 7 8 Máquina Virtual Java Redes IEEE 802.15.4 • WPAN (Wireless Personal Area Network) – Assim como o Bluetooth • Mas, – Menor alcance (~30 metros) – Menor taxa de transmissão (~256Kbps) – Menor consumo de energia (meses ou anos) – Dispositivos menores – Roteamento Mesh (adaptativo) Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 9 10 Funcionamento Escalabilidade • SPOTs podem rodar como: • Um Sun SPOT possui poder computacional muito limitado? – Basestation • Funciona conectado à um PC – E se tivermos muitos SPOTs? • Aplicação roda no PC e não no SPOT • Apenas seu rádio é utilizado • Aplicações convencionais (JavaSE e JavaEE) podem se comunicar com os SPOTs através da Basestation – Stand-alone • Funcionam em modo móvel Internet • Roda uma aplicação Java (Java Micro Edition) • Vários dispositivos podem se conectar a uma mesma base As “nuvens” são o limite! Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 11 12 2
  • 3. 30/04/2009 Desenvolvimento Hello World public class SunSpotApplication extends MIDlet { • Funcionalidades protected void startApp() throws – Todos comandos através MIDletStateChangeException { de scripts Ant System.out.println(quot;Hello, worldquot;); • Deployment, execução, ITriColorLED [] leds = debug, atualização etc. EDemoBoard.getInstance().getLEDs(); – Função Over-the-Air leds[0].setRGB(100,0,0); // muda cor para vermelho (OTA) • Acesso total ao dispositivo while (true) { via rádio leds[0].setOn(); // pisca LED 0 – Emulador Solarium Utils.sleep(250); // espera 1/4 de segundo • Interação entre SPOTs reais leds[0].setOff(); e virtuais Utils.sleep(3000); // espera 3 segundos } }} Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 13 14 Acesso aos sensores Transmissão de dados • Acelerômetro • Através de Datagramas double accelX = – O programador monta seus quadros como preferir EDemoBoard.getInstance().getAccelerometer().getAccelX(); • Broadcasting • Temperatura • Unicasting double temp = – Cada dispositivo possui um endereço IEEE MAC EDemoBoard.getInstance().getADCTemperature().getCelsius(); único • Luminosidade – Aqui o roteamento Mesh pode ser utilizado, se int lumi = EDemoBoard.getInstance().getLightSensor().getValue(); configurado nos dispositivos • SPOT torna-se também roteador • Nesse caso, o alcance é quase ilimitado (até 65536 nós) • Comunicação entre pares através de portas (Sockets) Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 15 16 Iniciativa Sun SPOT-PB SPOT- • Objetivo comum de investigar e difundir os potenciais da tecnologia Sun SPOT • Cada instituição participante possui um representante e se organiza internamente – Pesquisa, desenvolvimento e disseminação do conhecimento • Organização do evento “I Encontro do Sun A iniciativa Sun SPOT-PB SPOT-PB” Sun SPOT na Paraíba Alisson Brito @ Semana da 17 Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 18 3
  • 4. 30/04/2009 Participantes UFPB – Campus IV - Projeto For-All For- • UFCG • UFPB – Campus IV • “For-All – Computação para Todos, em Todos – Tecnologias Asssistivas – Projeto For-All os Lugares” (principalmente apoio a • Alisson Brito – Democratizar o acesso à informação por todas as deficientes visuais). • UFPB – Campus I pessoas e a partir de todos os lugares. • Joseana Fechine – Eng. Biomédica • Prover uma infra-estrutura de comunicação • Unipe • Antonio Carlos e Leonardo – Robótica – Com For-All comunidades SPOTs podem ser Vidal formadas? • Valéria Cavalcanti • FIP (Patos) • IESP/FATECPB – Comunidades podem se comunicar entre si – Interface Homem-máquina – Robótica (Lego – Formar um “Pool de Serviços” – Ambientes inteligentes MindStorm) • Nigini Abílio • Gustavo Wagner • ASPER – Jogos interativos • Alisson Brito Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 19 20 Arquitetura For-All For- Demonstração!! • Computação pervasiva • Baseada no Contexto (Context-Aware) • Orientada a Serviços (SOA) • Interligação dos outros projeto do Sun SPOT-PB Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 22 Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 21 Obrigado!!! Perguntas? Maiores informações: http://sites.google.com/site/spotpb ou alisson.brito@gmail.com Alisson Brito @ Semana da Computação'2009 23 4