PROTÓTIPO DE UM SISTEMA DE CONTROLE E MONITORAÇÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO J2ME

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1 UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA DE TELECOMUNICAÇOES BACHARELADO PROTÓTIPO DE UM SISTEMA DE CONTROLE E MONITORAÇÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO J2ME ANDERSON DE OLIVEIRA BLUMENAU /1-XX Retirar este rodapé do volume final Página 1 30/09/2006 Tcc_anderson_24_06_06

2 ANDERSON DE OLIVEIRA PROTÓTIPO DE UM SISTEMA DE CONTROLE E MONITORAÇÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO J2ME Trabalho de Conclusão de Curso submetido à Universidade Regional de Blumenau para a obtenção dos créditos na disciplina Trabalho de Conclusão de Curso II do curso de Engenharia de Telecomunicações- Bacharelado. Prof. Francisco Adell Pericas, Mestre - Orientador BLUMENAU /1-XX

3 PROTÓTIPO DE UM SISTEMA DE CONTROLE E MONITORAÇÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO J2ME Por ANDERSON DE OLIVEIRA Trabalho aprovado para obtenção dos créditos na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso, pela banca examinadora formada por: Presidente: Membro: Membro: Prof. Francisco Adell Péricas, Mestre Orientador, FURB Prof. Fábio Segundo, Mestre FURB Prof. Fábio Perez, Mestre FURB Blumenau, 31 de julho de 2006

4 Dedico este trabalho aos meus familiares amigos, professores, em especial aos meus pais e avos e aqueles que contribuíram diretamente para a conclusão deste trabalho.

5 AGRADECIMENTOS À Deus, por ter me dado forças e conhecimento para que pudesse concluir este trabalho. À minha família, que sempre esteve em meu lado nos momentos em que mais precisei, aqueles que quando eu não sabia o que fazer, me mostravam o caminho certo a prosseguir, e me ensinaram a nunca desistir dos meus sonhos. Aos meus amigos, pelos empurrões e cobranças. Ao meu orientador, Francisco Adell Péricas, pelo incentivo e por ter acreditado na conclusão deste trabalho.

6 Todo homem que lê demais e usa o cérebro de menos, adquire a preguiça de pensar. Albert Einstein

7 RESUMO Este trabalho apresenta a especificação de um protótipo de software para o controle residencial a distância, utilizando dispositivos móveis. Apresentando um estudo sobre as funções de domótica, a plataforma Java 2, J2EE, J2SE e mais especificamente o J2ME sendo esta a plataforma Java para dispositivos móveis. No protótipo desenvolveu-se o programa que comanda e monitora uma residência através de SMS, sendo que este programa será executado dentro do dispositivo móvel. Palavras-chave: Automação Residencial. Java. J2ME.

8 ABSTRACT This paper presents the specifications of a software prototype for distance residential control, using mobile devices. Presenting a study on the functions of domotica, the Java 2 platform, J2EE, J2SE and more specifically the J2ME once this is the Java platform for mobile devices. In this prototype, a program that commands and monitores a residence through SMS was developed, and this program will be executed inside the mobile device. Key-words: Residential automation. Java. J2ME.

9 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: Representação dos ambientes de desenvolvimento Java...26 Figura 2: Casos de Uso do aplicativo...34 Figura 3: Diagrama de classes do protótipo...35 Figura 4: Diagrama de Atividades...36 Figura 5: Diagrama de Seqüência...38 Figura 6: Diagrama de Fluxo de Dados...38 Figura 7: Criação do projeto TCC_Anderson no KToolbar...40 Figura 8: Configuração das propriedades do projeto...41 Figura 9: Estrutura hierárquica do projeto...42 Figura 10: Hierarquia de Classes...43 Figura 11: Representa a tela de Login do Usuário...45 Figura 12: Tela de Seleção do Ambiente...46 Figura 13: Cozinha...47

10 LISTA DE SIGLAS API Application Programming Interface AWT Abstract Window Toolkit CDC Connected Device Configuration CLDC Connected Limited Device Configuration CLP Controlador lógico programável DES Data Encryption Standard HTML HyperText Markup Language JDBC Java Database Connectivity JSP Java Server Pages JVM Java Virtual Machine MAC Macintosh Operating System MIDP Mobile Information Device Profile OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing PDAs Personal digital assistants PLC Power Line Communications RAM Random Access Memory ROM Read Only Memory SMS Short message service

11 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS DO TRABALHO Objetivos Específicos ESTRUTURA DO TRABALHO DOMÓTICA FUNÇÕES DOMÓTICAS Função de Gestão Função de Controle Função de Comunicação REDE DOMÓTICA JAVA JAVA J2SE J2EE J2ME Java Card PLC X DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO REQUISITOS PRINCIPAIS DO PROBLEMA A SER TRABALHADO ESPECIFICAÇÃO Diagrama de Casos de Usos Diagrama de Classes Diagrama de Atividades Diagrama de seqüência IMPLEMENTAÇÃO Técnicas e ferramentas utilizadas ESTRUTURA DO PROTÓTIPO Operacionalidade da implementação RESULTADOS E DISCUSSÃO CONCLUSÕES...50

12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...51 APÊNDICES...53

13 12 1 INTRODUÇÃO Nas últimas décadas presenciou-se o crescimento da automação industrial, supervisionando e interligando máquinas, aos poucos surgiu a automação de edifícios comerciais, e atualmente chegando à automação residencial, que está em grande crescimento no mercado nacional. A automação residencial vem em primeira instância como um símbolo de status, sendo em um segundo momento conforto e tornando-se posteriormente uma necessidade e um fator econômico (UHLIG, 2004). O avanço tecnológico e das telecomunicações fez com que dispositivos móveis se tornassem cada vez menores e mais poderosos. Esta evolução fez com que aumentasse sua abrangência, saindo da sua premissa que era unicamente transmissão de voz, para, além de a voz, transmitir dados e mensagens, se tornando uma ferramenta multiuso. O desenvolvimento deste projeto tem por objetivo fazer o controle e monitoração residencial através de dispositivos móveis, utilizando para este fim a linguagem de programação Java, mais especificamente J2ME, que é o Java para dispositivos móveis, dando uma nova dimensão para a automação residencial que até então ficava restrita a um computador. 1.1 OBJETIVOS DO TRABALHO Desenvolvimento de um programa para controle e monitoração residencial utilizando dispositivos móveis.

14 Objetivos Específicos Especificamente, pretende-se que o protótipo seja capaz de: 1. criar uma interface para permitir a visualização e a alteração do estado de elementos gerenciáveis de uma casa. 2. enviar a alteração do status via SMS para um módulo receptor na residência. 3. receber e tratar mensagens SMS enviadas pelo módulo da residência. 4. disponibilizar as informações de status no módulo receptor para uma futura implementação via serial. 1.2 ESTRUTURA DO TRABALHO A estrutura deste trabalho está disposta em seis capítulos divididos nos temas domótica, Java, PLC, desenvolvimento do trabalho e conclusão final. No primeiro capítulo se apresenta uma introdução ao trabalho. O segundo apresenta uma visão geral da domótica e suas funções, mostrando a função de cada uma dentro da automação residencial. Já no terceiro capítulo esta descrita a plataforma Java 2 suas divisões, fundamentos e propriedades do J2ME que é a plataforma para dispositivos móveis, suas vantagens e desvantagem no desenvolvimento de programas para celulares. O quarto apresenta um contexto geral da tecnologia de transmissão de dados PLC e o padrão X-10. O desenvolvimento do trabalho, especificações, ferramentas utilizadas e a metodologia empregada estão descritos no quinto capítulo.

15 14 Após o desenvolvimento é chegado à conclusão do trabalho sendo este o sexto e último capítulo.

16 15 2 DOMÓTICA A palavra domótica vem da fusão do latin domus (casa) e da atual robótica (automação), podendo ser referenciada como smart building ou intelligent building. A Domótica ou Automação Doméstica é uma aplicação específica da Automação Industrial. Por definição, automação refere-se a um sistema ou método pelo qual eventos podem ser executados e controlados sem intervenção de um pensamento consciente (ANGEL, 1993). Segundo Venturi (2005), a automação residencial é um novo domínio de aplicação tecnológica, tendo como objetivo básico melhorar a qualidade de vida, reduzindo o trabalho doméstico, aumentando o bem estar e a segurança de seus habitantes, visando também uma utilização racional e planejada dos diversos meios de consumo procurando uma melhor integração através da automatização em áreas distintas como segurança, comunicação, controle e gestão de fluídos. Segundo as necessidades humanas, podemos dividir a automação residencial em três partes distintas: 1. necessidades de segurança como: a. proteção e vigilância contra intrusão; b. inundações; c. incêndios; d. fugas de gás; e. prevenção de acidentes físicos; 2. necessidade de conforto nas atividades cotidianas como: a. comunicar-se; b. alimentar-se; c. dormir;

17 16 d. diverti-se; e. trabalhar; 3. necessidade de conforto do ambiente: a. acústico; b. térmico; c. visual; d. olfativo. 2.1 FUNÇÕES DOMÓTICAS Segundo Angel (1993), as funções domóticas nos permitem satisfazer a um número considerável de necessidades. Definem-se então, três grandes classes de funções segundo o tipo de "serviço" a que elas se dirigem, as quais são divididas em sub-funções elementares, que serão analisadas Função de Gestão A função de gestão tem o objetivo de automatizar certo número de ações sistemáticas. As automatizações realizam segundo uma programação o controle de consumo e manutenção. As ações sistemáticas da função de gestão estão relacionadas principalmente com o conforto (VENTURI, 2005). Gestão da Iluminação A gestão de iluminação vem como um dos primeiros elementos da domótica voltado

18 17 para o conforto sendo também a parte mais visível do sistema. Além de otimizar os recursos energéticos, a solução pretende facilitar a utilização e ao mesmo tempo tirar um melhor aproveitamento dos sistemas de iluminação adequando-a a cada situação, evitando desta forma desperdícios de iluminação, fazendo a criação de cenários adequados a várias utilizações do espaço como o convívio, janta, leitura etc. Contribui para a gestão de energia uma utilização sem desperdícios da iluminação. O fluxo de luz será em função da iluminação existente, possibilitando também que as luzes liguem perante a detecção de passagem de pessoas durante a noite, com o cuidado de não as encandear. Já ao sair de casa ou ao deitar-se pode-se apagar todas as luzes com o clicar de um simples botão, mas sempre dando prioridade ao controle manual de iluminação. Gestão de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado Conhecido como AVAC, proporciona à moradia um ambiente termicamente agradável através do aquecimento por radiadores centrais, aparelhos de ar condicionado centralizados ou descentralizado, levando sempre em consideração as janelas. Quando é detectada a abertura de uma janela, o sistema desliga-se reduzindo o consumo de energia, de uma central meteorológica, fazendo com que o sistema não atue somente em relação à temperatura interior desejada, mas também da temperatura exterior antecipando a influência que esta poderá ter no seu desempenho. A verificação da presença ou não de pessoas no ambiente a climatizar, relacionando de acordo com os hábitos dos moradores.

19 18 Gestão da Qualidade do Ar Segundo Angel (1993), a gestão da qualidade do ar pode controlar totalmente o ar do ambiente, não supervisionando unicamente temperatura e umidade, mas também a existência de gases tóxicos como o gás de cozinha. Gestão da Funcionalidade dos Espaços Segundo Angel (1993), se trata de uma necessidade de evolução dos espaços segundo o cotidiano, modificações dos grupos familiares, adaptações de novas necessidades e de novos modos de vida. Tal flexibilidade tem como objetivo permitir futuras atualizações dos sistemas atuais, instalação de novos sistemas ou conexão dos mesmos, permitindo assim a evolução das necessidades dos usuários. Para a domótica, a flexibilidade dos espaços das instalações é de vital importância, pois este deve estar projetado para garantir adaptações de novos equipamentos levando em conta a estrutura da residência, pisos e tetos flexíveis etc. Estas exigências vêm do fato que uma edificação se trata de um conjunto flexível que integra distintas tecnologias, abrangendo sistema de gestão, vigilância e manutenção, segurança, comunicação interna e externa, sistemas eletrônicos e elétricos que devem estar conectados entre si. Estes têm como principais objetivos aumentar a segurança, empregar os recursos de forma mais eficiente e ter flexibilidade para novas e eventuais necessidades Função de Controle Segundo Venturi (2005) a função de controle fornece ao usuário informações sobre o

20 19 estado de funcionamento dos equipamentos e das instalações e cria um registro dos diversos parâmetros e eventualmente induz comandos corretivos. Essa função tem por objetivo fazer com que os dispositivos de regulagem atuem, com a finalidade de que as tarefas programadas sejam respeitadas. Controle Técnico Segundo Angel (1993), o controle técnico tem como objetivo auxiliar o usuário a fazer o uso dos equipamentos, dispositivos e instalações, permitindo controlar e fazer prevenções e programarem gastos. Esta função controla diferentes tipos de equipamentos, redes de alimentação, transmissão de informações, diferentes fluidos utilizados na casa, presenças de estranhos em um perímetro protegido e parâmetros excepcionais para verificar o estado de saúde dos membros de uma família. Podemos citar como exemplo de controle técnico: 1. recepção de mensagens de mau funcionamento dos equipamentos instalados; 2. organização do estado dos sistemas em pequenos ou grandes painéis que indiquem portas ou janela abertas, luzes acesas, etc; 3. desligamento consecutivo de cargas elétricas com a finalidade de evitar sobrecarga no sistema; 4. informação do consumo de água, eletricidade, gás e o custo dos mesmos; 5. comandos únicos que interferem em diversos equipamentos, como por exemplo uma saída de férias, na qual o sistema deve cortar a água, gás, desligar as luzes, ligar o alarme fechar cortinas, etc.

21 20 Segurança Tele-transmissão Por estar associada a valores materiais e devido aos altos valores estatísticos relacionados a incêndios, acidentes domésticos e invasões, a domótica tem uma preocupação prioritária à segurança. O sistema deve ser confiável, evitando assim falsos alarmes e ser de fácil manuseio para os membros da família (ANGEL, 19993). Estão relacionadas a esta função: 1. controle de acesso aos ambientes; 2. detecção de intrusos; 3. detecção de vazamento de gases e água; 4. tele-vigilância; 5. detecção de incêndio. Assistência - Saúde Esta sub-função permite ao usuário conectar-se com centros de assistência médica através de computadores de uso pessoal, tendo considerável abrangência nos EUA e Japão, sendo uma área muito pouco utilizada na Europa. Este permite o controle e acompanhamento de casos graves de doenças ou por motivos de acidente (VENTURI, 2005) Função de Comunicação Através da função de comunicação tornou-se possível à interatividade dos sistemas envolvidos. Através desta tornou-se possível o telecomando e a programação para que os

22 21 equipamentos envolvidos obedeçam a uma padronização e possam se comunicar por intermédio de redes auxiliares. Comunicação controle Com a evolução das telecomunicações, mais especificamente com o surgimento das Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI) que permite o tráfego de vários sinais por um mesmo meio como serviços de voz, texto, dados e imagens permitiram-se que se interligassem vários dispositivos entre si e com o usuário do sistema, possibilitando também a troca de comandos entre vários equipamentos e o operador. Comunicação - Espaçamento Uma das funções desta sub-função é a possibilidade do relacionamento dos membros da família com o ambiente externo e serviços coletivos dos imóveis. Com isto tem-se a necessidade de conectar os dispositivos de áudio e vídeo-comunicação da casa, fazendo com que eles comuniquem entre si, permitindo um melhor serviço, tendo como principal objetivo o aumento do conforto. Comunicação Serviços Esta sub-função tem como principal objetivo à interconexão da rede interna de áudio e vídeo com uma rede externa, esta podendo ser pública ou privada. Tem como exemplos serviços: tele-educação, tele-vigilância, tele-trabalho, etc.

23 REDE DOMÓTICA Segundo Venturi (2005) a rede domótica é o elemento principal de todo o sistema domótico. A rede é o meio físico que permite realizar a comunicação entre os equipamentos do sistema. Na maioria dos casos existe uma rede separada destinada à segurança, à detecção de incêndios, ao controle de acessos, à climatização, à informática. Já as redes domóticas são, em termos gerais, redes polivalentes que permitem realizar diferentes funções a fim de simplificar a complexidade da instalação de uma rede. A mesma rede assegura, por exemplo, as funções de segurança, conforto e gestão técnica. A rede pode estar constituída de um ou vários suportes de comunicação dependendo somente das funções que o sistema pretende realizar.

24 23 3 JAVA É uma linguagem de alto nível com as seguintes características: simples, orientada a objetos, robusta, segura, de arquitetura neutra e dinâmica, adequada para o desenvolvimento de aplicações na rede Internet, redes fechadas ou ainda programas executáveis (DEPINÉ, 2002). A plataforma Java completa uma década e seu sucesso é incontestável. O Java foi pensado originalmente para se utilizar em qualquer tipo de eletrodoméstico, mas a idéia fracassou. Um dos fundadores da Sun resgatou a idéia para utilizá-la no âmbito da Internet e assim converteram em uma linguagem potente, segura e universal. Por ser gratuito e por poder ser utilizado em todo mundo, um dos primeiros triunfos desta linguagem foi sua integração no navegador Netscape onde permitia executar programas dentro de uma página web, até então impensável somente com o HTML (YUAN, 2004). Atualmente a linguagem Java e a principal ferramenta que impulsionou alguns dos maiores avanços da computação mundial, como: 1. acesso remoto a banco de dados; 2. banco de dados distribuídos; 3. comércio eletrônico; 4. interatividade em páginas; 5. gerência de documentos; 6. ensino a distância; 7. jogos e entretenimento. A tecnologia e plataforma de desenvolvimento Java constituem-se numa das mais completas opções entre as ferramentas oferecidas aos programadores de softwares. Com ela, utilizando uma única linguagem de programação, é possível implementar aplicações voltadas

25 24 a diferentes soluções, incluindo: 1. aplicações gráficas para desktops em PCs, MACs e outras plataformas de hardware, as quais podem executar uma grande variedade de sistemas operacionais por meio de bibliotecas AWT e Swing; 2. aplicações para Web executadas pelos próprios navegadores dos clientes, de modo a lhes proporcionar mais interatividade e recursos mais avançados de visualização, chamados applets; 3. aplicações para Web executadas nos servidores, que montam HTMLs dinamicamente com conteúdos provenientes de banco de dados ou outras fontes que sofrem constantes mudanças e atualizações; 4. aplicações destinadas a dispositivos móveis, incluindo PDAs celulares, JavaCards e outros equipamentos embutidos em eletrodomésticos, algo ainda um pouco distante da realidade nacional. A plataforma Java foi criada com o conceito write once, run anywhere ( escreva uma vez, execute em qualquer lugar ) cuja idéia consiste em desenvolver uma linguagem na qual o programador escreveria e compilaria o código apenas uma vez e, a partir deste, poderia executá-lo em qualquer plataforma que suportasse uma máquina virtual Java. 3.1 JAVA 2 Assim como a Sun Microsystems em seu princípio, a entidade Java Community Process, que mantém hoje a plataforma Java 2, reconhecia que um único tipo de plataforma não se ajustaria a todos os tipos de dispositivos. Agruparam, portanto, a tecnologias Java em três edições, cada uma focada em uma área especifica da indústria da computação (Figura 1).

26 J2SE O J2SE (Java 2 Standard Edition) é o ambiente de desenvolvimento mais utilizado. Projetado para a execução de programas em máquinas simples pessoais e estações de trabalho de acesso individual, ou seja, está direcionado ao mercado de computadores ao qual se está familiarizado, onde há bem mais necessidade de aplicações. É a base da plataforma Java, com a linguagem, a máquina virtual e uma coleção enorme de APIs que possibilitam o desenvolvimento de inúmeros tipos de aplicação (INFO WESTER,2006) J2EE O J2EE (Java 2 Enterprise Edition) adequada a aplicativos baseados em servidores, normalmente utilizada em ambientes corporativos escaláveis, com o objetivo de servir a clientes, fornecedores e funcionários (INFO WESTER,2006). A plataforma J2EE contém uma série de especificações, cada uma com funcionalidades distintas. Entre elas, tem-se: 1. JDBC (Java Database Connectivity), utilizado no acesso a banco de dados; 2. JSP (Java Server Pages), um tipo de servidor Web; 3. Servlets, para o desenvolvimento de aplicações Web, permitindo a geração de conteúdo dinâmico nos sites.

27 26 Figura 1: Representação dos ambientes de desenvolvimento Java J2ME O J2ME (Java 2 Micro Edition) define um padrão para colocar dentro de dispositivos que não possuem um grande poder de processamento, dispositivos como PDAs, celulares, eletrodomésticos, computadores de bordo e equipamentos de automação industrial. Com o J2ME é possível construir ambientes de execução Java menores que 200 kilobytes (TOPLEY, 2004). O crescimento no mercado de equipamentos eletrônicos computadorizados permitiu que, independentemente do tipo de dispositivo, seus produtos pudessem interagir com recursos diversos de maneira única e simplificada. Este ideal é alcançado através da utilização da idéia máquina virtual. Neste caso cada dispositivo executa uma máquina virtual Java desenvolvida por seu fabricante, e os aplicativos em Java desenvolvidos por terceiros interagem apenas com a maquina virtual e não com o dispositivo real. Isto garante que programadores de Java não precisem conhecer nenhuma API e bibliotecas específicas de cada dispositivo. Torna-se, portanto inquestionável

28 27 que a eficiência da utilização de uma abstração de máquina virtual depende dos dispositivos, o que justifica a existência de incontáveis modelos concorrentes de aparelhos celulares com tecnologia Java no mercado. Segundo Mattos (2005) existe a estimativa que até % dos celulares do mundo estarão utilizando a plataforma J2ME. Este é baseado em configurações que são um conjunto mínimo de bibliotecas de classes disponíveis para um determinado dispositivo. Apesar de os dispositivos de comunicação como celulares, pager e outros dispositivos conectados, como PDAs e minicomputadores possuírem várias características em comum, eles diferem bastante em relação à forma, às funções e aos componentes internos. Isto exige que eles sejam categoricamente agrupados de maneira que a compatibilidade seja garantida apenas entre equipamentos semelhantes. A solução adotada foi dividi-la em duas camadas, chamadas configuração e perfil. Configuração A configuração especifica a máquina virtual JVM e alguns conjuntos de APIs básicos que deverão ser utilizados para uma família particular de dispositivos. Atualmente existem basicamente dois tipos de configuração: Connected Device Configuration CDC ( configuração para dispositivos conectados ) e Connected Limited Device Configuration CLDC ( configuração para dispositivos conectados limitados ). Um dispositivo conectado tem, no mínimo, 512 Kb de memória para sistema (ROM), 256 Kb de memória de acesso randômico para leitura e escrita (RAM), e algum tipo de conexão a rede. O CDC é destinado a dispositivos com recursos mais avançados de processamento e armazenamento, podendo ser incluído alguns PDAs. De forma geral o CDC especifica que uma JVM completa deve ser suportada. As configurações e os perfis do J2ME

29 28 são genericamente descritos baseando-se em sua capacidade de memória, sendo especificadas as quantidades mínimas de ROM e RAM. A CLDC está voltada para dispositivos menores que o CDC, cuja limitação se refere aos recursos de memória, processamento e principalmente, da conectividade com redes e Internet. Foi criada considerando dispositivos com 128Kb a 512Kb de memória disponível para a plataforma Java. A conexão limitada refere-se a uma conexão de rede lenta e intermitente. Utilizando como exemplo à maioria dos celulares da segunda geração a velocidade alcançada e de aproximadamente 9.6Kbps. Levando em consideração que são dispositivos de tela reduzida, memória limitada e conexão lenta, as aplicações desenvolvidas para CLDC devem ser cautelosas no uso da rede. Algumas limitações do CLDC: ausência de finalização: não existe o método finalize() no CLD; limitação no tratamento de Erros. Perfil O perfil está na camada superior à de configuração, adicionando APIs e especificações necessárias para o desenvolvimento de aplicações para uma determinada família de dispositivos. Alguns dos perfis existentes são: Mobílie Information Device Profile (MIDP), PDA Profile, Foudation Profile, Personal Basic Profile, etc. MIDP é um perfil CLDC voltado especificamente aos dispositivos portáteis. De acordo com sua especificação, um dispositivo móvel de informação tem as seguintes características: 128Kb de memória não volátil para implementação do MIDP; 32Kb de memória volátil para heap de execução; 8Kb de memória não volátil para armazenamento persistente de dados;

30 29 visor com tamanho mínimo de 96 x 54 pixels; algum mecanismo de entrada de dados, teclado ou sensível ao toque; conexão à rede, possivelmente de dois sentidos Java Card Segundo SUN (2006), Java Card é uma das menores plataformas Java: são cartões inteligentes com limitações de processamento e armazenamento. Além do ambiente de execução seguro herdado de J2SE, o Java Card implementa diversas funções criptográficas, aproveitando as funções dos cartões inteligentes como tokens criptográficos, tem a capacidade de armazenar múltiplos aplicativos, podendo ter no mesmo cartão serviços de correio, banco e telefonia. Se uma entidade precisar atualizar o serviço no cartão de seus clientes, não precisará mais enviar o mesmo novamente. Na próxima vez que o cartão for inserido no terminal, a atualização será efetuada. O Java Card é compatível com padrões da indústria, suportando padrões relacionados a telecomunicações de modo que hoje boa parte dos SIM Cards no Brasil são Java Cards.

31 30 4 PLC PLC (Power Line Communications) é uma tecnologia que utiliza a rede de energia elétrica para transmissão de dados. Ela consiste em transmitir dados e voz em banda larga pela rede de energia elétrica. Utilizando uma infra-estrutura já disponível, não necessita de obras em uma edificação para ser implantada (TELECO,2006). A tecnologia PLC trabalha na segunda camada do modelo de referência OSI, ou seja, na camada de Enlace. Sendo assim, pode ser agregada a uma rede TCP/IP que está na terceira camada, além de poder trabalhar em conjunto com outras tecnologias de segunda camada. Uma das grandes vantagens do uso da PLC é que, por estar utilizando a rede elétrica, qualquer ponto de energia pode se tornar um ponto de rede. Além disso, suporta altas taxas de transmissão podendo chegar a até 40Mbps em faixas freqüência de 1,7MHz a 30MHz. Utiliza a técnica de modulação de sinais OFDM, não interferindo em nenhum eletrodoméstico. Entretanto, outros equipamentos podem causar interferências em uma rede PLC, como motores de escova e os dimmers de Luz. Outro ponto importante da PLC é a conexão com equipamentos bloqueadores de freqüência, equipamentos isoladores como, por exemplo, estabilizadores ou que sejam alimentados por fontes chaveadas: nesses dispositivos não podem ser ligados os equipamentos PLC. Para segurança, toda comunicação está encriptada com o algoritmo DES de 56 bits. 4.1 X-10 O sistema X-10 PLC foi desenvolvido nos anos 70 pela Pico Eletronics, na Escócia.. A patente original expirou em dezembro de 1997 possibilitando que vários fabricantes passassem a desenvolver e fabricar novos produtos e mais confiáveis.

32 31 A tecnologia X-10 PLC transmite dados binários através da corrente elétrica usando um pulso de sinal na freqüência de 60hz AC. O 1 binário é representado por um pulso de 120kHz no primeiro cruzamento e uma ausência de pulso no segundo, já um 0 binário é representado por uma ausência de pulso no primeiro e um pulso de 120kHz no segundo (AURESIDE, 2006). As mensagens do X-10 usam 13 bits, sendo que os primeiros 4 bits são um código de entrada, os 4 bits posteriores são o código de ambiente, os 4 seguintes um código de função ou unidade e o último indica se os 4 anteriores devem ser interpretados como função ou como unidade. Para enviar comandos a um equipamento X-10 são necessários dois conjuntos de 13 bits, um que enviará o endereço e outro o comando. Segundo AURESIDE (2006) todos os sistemas contêm transmissores e receptores. Os transmissores emitem um código específico que é sobreposto aos 220 volts da corrente elétrica. Múltiplos transmissores podem emitir sinais para o mesmo módulo receptor. Temos como exemplos de transmissores interruptores, controles remotos, sensores de presença, timers, rádio relógios especiais. Os receptores captam os sinais que uma vez recebido responde ligando ou desligando, podendo ter numa casa diversos equipamentos endereçados pelo mesmo código.

33 32 5 DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO O protótipo proposto neste trabalho será formado basicamente por um programa Java instalado em um celular que terá o objetivo de monitorar e comandar uma residência, através de uma comunicação via SMS (Short Message System) com um módulo de comunicação previamente instalado na residência a qual se deseja controlar. 5.1 REQUISITOS PRINCIPAIS DO PROBLEMA A SER TRABALHADO O protótipo deverá ser executado em um celular com algumas especificações mínimas como, suporte a aplicativos Java MIDP2.0, visor de no mínimo 96 x 54 pixels, 128Kb de memória não volátil, 32Kb de memória volátil, 8Kb de memória não volátil para armazenamento de dados e um dispositivo de entrada de dados, seja ele um teclado ou sensível ao toque, suporte o envio de mensagens SMS, para que possa ser enviado e recebido mensagens com a finalidade de comando e monitoração do ambiente o qual se deseja controlar. Partiu-se neste projeto do pressuposto que o ambiente a ser monitorado e comandado já esteja todo automatizado com um CLP que irá controlar e monitorar todas as funções do ambiente, como por exemplo, temperatura, iluminação, controle de entrada e saída de pessoas, fechar e abrir portas e janelas e outras funções que este possa controlar, podendo este CLP efetuar seus comandos através de uma comunicação via cabeamento estruturado ou via PLC tecnologia que utiliza a rede elétrica para transmissão de dados, conhecida como X-10 muito utilizada na Europa, como por exemplo, na Alemanha, e que este CLP esteja conectado a um módulo de tele controle, o qual permite a comunicação direta e simplificada através de telefone celular entre a residência e os usuários.