Este documento propõe uma arquitetura chamada U-LAB que integra redes de sensores sem fio e RFID para permitir que alunos acessem experimentos de laboratório de forma virtual e que professores monitorem atividades de laboratório em tempo real. A arquitetura inclui um sistema chamado ALMA que mapeia equipamentos de laboratório usando WSN e RFID para permitir monitoramento e análise de dados de atividades de laboratório. O documento apresenta casos de uso e modelagem dos sistemas propostos.

1. 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
EATIS 2012 AGENDA
Wednesday, 23rd
Thursday, 24th
Friday, 25th
00
Desktop Registration
Poster Session
Chair Dr. Marta Pla Castells,
U. de València, SPAIN
00 Opening Session Invited Keynote Talk
Imagining the Future: Technology Innovation in the
Internet Age Keynote Speaker Robert H'obbes' Zakon, Zakon
Group, USA
Invited Keynote Talk
Trends in Traffic Management for an Integrated and
Sustainable Transportation System of Tomorrow
Keynote Speaker Dr. Reinhard Pfliegl, OVN Scientific
Council, AUSTRIA
20 Web Technical & Information Session
Chair Dr. J.J. Samper, U. de València, SPAIN
ID 50 - SiSPED 2.0: An Extension of a System to
Monitor Diabetic Patients Speaker Leila Maciel de
Almeida e Silva, U. Federal de Sergipe, BRAZIL
40 Coffee-break Coffee-break Coffee-break
Web Technical & Information Session
Chair Dr. Carola Jones,
U. Nacional de Córdoba, ARGENTINA
Distributed Systems Session
Chair Dr. Francisco José Mora Gimeno,
U. de Alicante, SPAIN
Intelligent Ttransport Systems Session
Chair Francisco Soriano,
U. València, SPAIN
00 ID 68 - Analysis of electronic and telematic voting
systems in binding experiences Speaker Emilia Perez
Belleboni, U. Politécnica de Madrid, SPAIN
ID 16 - Analysis of the benefits and constraints for the
implementation of Cloud Computing over an EHRs system
Speaker Isabel De La Torre-Díez, U. de Valladolid, SPAIN
ID 66 - Acquisition, filtering and toll data processing
system for obtaining origin-destination matrix and
travel times on highways Speaker Ramón V. Cirilo
Gimeno, U. de València, SPAIN
20 ID 67 - Collaborative learning in education: a scenario
of research in Brazil (1999-2010) Speaker Elaine dos
Reis Soeira, U. Federal de Sergipe, BRAZIL
ID 58 - Methodology and Framework for the Development
of Scientific Applications with High-Performance
Computing through Web Services Speaker Javier Corral
García, CénitS, SPAIN
ID 73 - Wireless Sensor Networks and Service-
Oriented Architecture, as suitable approaches to be
applied into ITS Speaker Luis Felipe Herrera-Quintero,
U. Católica de Bogotá, COLOMBIA
40 ID 97 - Technology Management Model for Venezuelan
Municipalities Speaker Manuel José Rosa Ramos, U. de
Oriente, VENEZUELA
ID 21 - A protocol for fast recovery on mesh networks
using a multi-topology approach Speaker Paulo Victor de
Almeida Pinheiro, U. Estadual do Ceará, BRAZIL
ID 70 - Integral Logistic Management Platform for
Transports Speaker Daniel Boto Giralda , U. de
Valladolid, SPAIN
00 ID 96 - An Approach to the Risk Analysis of Diabetes
Mellitus Type 2 in a Health Care Provider Entity of
Colombia Using Business Intelligence Speaker Angela
Franco Pérez, U. Nacional de Colombia, COLOMBIA
ID 57 - A Multi-Agent System for Obtaining
Origin/Destination Matrices on Intelligent Road Networks
Speaker Rafael Tornero, U. de València, SPAIN
ID 11 - Route Guidance Systems: Review and
Classification Speaker Mohammad Khanjary, Islamic
Azad U., IRAN
MAY 15, 2012

2. Professor of Digital Multimedia
Systems in Universidade Federal do
Ceará
Researcher of Instituto Universidade
Virtual
SOME THINGS ABOUT ME

3. CONTENT
 Context
 Motivation
 Solutions Overview
 Case Study
 Conclusions
MAY 15, 2012

4. 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”.
1957-1999
MAY 15, 2012

5. 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.
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6. 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?
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7. CONTEXT
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8. MAIN CONTEXT:
UBIQUITOUS COMPUTING
(UBICOMP)
“Computational model that intends to respond
proactively to the users needs, working
invisibly”
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9. CONTEXT
 Ubiquitous Computing uses many hardware and
software technologies;
 There are two featured UbiComp technologies:
 Wireless Sensor Network;
 Radio Frequency Identification;
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10. 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.
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11. RFID
 Method of automatic identification of objects via
radio frequency.
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12. 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.
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13. 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.
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14. 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
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15. WSN E RFID NETWORK
 Monitoramento e localização de objetos e
pessoas no espaço laboratorial;
 Envio de dados para uma estação-base
conectada a Internet.
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16. 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.
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17. VISÃO GERAL DO ALMA
ALMA
AAPAAA
SMIL
SLOP
WSN
RFID
AplicaçõesLaVES
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18. 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;
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19. 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;
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20. COMPONENTES DO ALMA
 Laboratório Virtual para Experiências Simuladas
(LaVES): sistema responsável pela criação de
laboratórios 3D utilizando técnicas de Realidade
Virtual.
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21. 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.
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22. CENÁRIO 05
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23. 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.
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24. THANK YOU A LOT!
wwagner@virtual.ufc.br
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