Orientador: Ricardo Alexsandro de Medeiros Valentim, Mestre (DACGEM/CEFET-RN) Co-orientador: Ana Maria Guimarães Guerreiro, Doutora (DCA/UFRN)

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1 ANÁLISE DO MIDDLEWARE SUN JAVA SYSTEM RFID SOFTWARE: ESTUDO DE CASO APLICADO AO CONTROLE DE ACESSO Orientador: Ricardo Alexsandro de Medeiros Valentim, Mestre (DACGEM/CEFET-RN) Co-orientador: Ana Maria Guimarães Guerreiro, Doutora (DCA/UFRN) 1. INTRODUÇÃO Nos últimos anos os procedimentos de identificação automática (Auto-ID) tornaram-se populares nas indústrias do serviço, compras e logísticas de distribuição, indústrias, companhias de produção e sistemas de fluxo de material. Os procedimentos de identificação automática foram desenvolvidos para fornecer informações sobre pessoas, animais, bens e produtos em trânsito (Finkenzeller, 2003). A etiqueta de código de barras que há muito tempo atrás desencadeou uma revolução nos sistemas de identificação, atualmente esta sendo inapropriado para um número cada vez maior de cenários (Finkenzeller, 2003), um exemplo disso ocorreu com as ferrovias americanas que depois de frustrantes tentativas de usa código de barras, adotou a identificação automática como uma das possíveis soluções para muitos dos problemas encontrados no ambiente industrial (Eagle 2002). O código de barra pode ser extremamente barato, no entanto o que vem tornando-o obsoleto é a sua baixa capacidade de armazenamento, e o fato de não poderem ser reprogramados (Finkenzeller, 2003). Neste contexto, uma boa solução técnica é o armazenamento de dados em um chip de silício (semicondutores). A forma mais comum de dispositivo de condução de dados eletrônico em uso atualmente é o smart cards (cartão inteligente), baseados em um campo de contato entre o leitor e o cartão. Essa tecnologia tem sido utilizada em cartões telefônico, cartões de banco, etc.. Porém, o contato mecânico utilizado nos smart card é muitas vezes impraticável (Finkenzeller, 2003). 1

2 A transferência sem contato (contactless) de dados entre o dispositivo de condução de dados eletrônico e o seu leitor é muito mais flexível (Finkenzeller, 2003), pois tem a vantagem de ler a distância e a capacidade de ler através de sujeira, chuva, neve, nevoeiro, óleo (Eagle 2002). Também tem a capacidade de ler sob a luz solar direta, um verdadeiro problema para sistemas baseados em código de barra (Eagle 2002) e (Want 2006). No caso ideal, a potência necessária para operar o aparelho de condução de dados eletrônico seria também transferida do leitor usando tecnologia contactless. Devido aos procedimentos utilizados para transferência da potência e dos dados, sistemas de identificação contactless são chamados de Sistema RFID (Finkenzeller, 2003). RFID significa Radio Frequency Identification (Identificação por Freqüência de Rádio) é um sistema de infra-estrutura física pelo qual um identificador único, no âmbito de um protocolo pré-definido, é transferido de um identificador para um leitor através de ondas de rádio freqüência (Blanks 2007). Sendo o identificador (chamado de Tag) o dispositivo que estar anexado ao item que queremos rastrear, e o leitor dispositivo que consegue emitir ondas de rádio a fim de energizar um ou mais identificadores, coletar as informações armazenadas neles e transferir para as aplicações (Chen 2007) e (Glover 2007). Tecnologia RFID está rapidamente obtendo uma boa relação custo-benefício, isso se deve em grande parte aos esforços da Wal-Mart e do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) para incorporar essa tecnologia nas suas cadeias de abastecimento (Hunt 2007) e (Blanks 2007). Em 2003, com o objetivo de habilitar o monitoramento de inventário em nível de palete 1 a Wal-Mart emitiu um mandato de RFID exigindo aos seus principais fornecedores que começassem a etiquetar paletes e caixas com etiquetas da Eletronic Product Code (EPC). O DoD rapidamente seguiu o exemplo e emitiu o mesmo mandato aos seus 100 principais fornecedores. Este esforço de incorporar tecnologia RFID nas suas cadeias de abastecimento é motivado pelo aumento da remessa, recepção de estoque eficiente, diminuição dos custos trabalhistas e armazenamento, em suma visa otimizar o gerenciamento da cadeia de suprimentos (Supply Chain Management, Poirier & Reiter 1996), (Hunt 2007). 1 Um pálete (do inglês pallet) é um estrado de madeira, metal ou plástico que é utilizado para movimentação de cargas. 2

3 Wal-Mart e o DoD são, respectivamente, os maiores varejistas do mundo e os maiores operadores de cadeias de suprimentos do mundo. Devido ao grande volume de operações, as características da tecnologia RFID estão estimulando o seu crescimento na indústria, desta forma trazendo essa tecnologia emergente para a tendência atual. Os custos para utilizar RFID também estão caindo como resultado dos mandatos, uma economia em escala é percebida (Hunt 2007). Antes das emissões dos mandatos, diversos fornecedores tinham diferentes metodologias para comunicações entre os leitores e as etiquetas. Cada vendedor criava aquilo que achava ser o mais eficiente e completo mecanismo de comunicação. O Resultado foi que os leitores e etiquetas de diferentes fornecedores não se comunicavam, limitando assim a possibilidade de criação de soluções complexas de RFID. Nos últimos anos, várias organizações têm tentado criar um único padrão de comunicação para facilitar o rápido crescimento de soluções em RFID. Entidade como Instituto de Massachusetts do laboratório de Auto_ID (MID) e as normas da corporação ISO tem fornecido uma plataforma onde equipes de fornecedores e usuários de RFID se reúnem para criar um padrão de comunicação RFID entre as industrias (Blanks 2007). As exigências no uso da tecnologia RFID parece ter unido a indústria em buscar um único padrão de tecnologia (EPCglobal da norma Eletronic Product Code) (Hunt 2007). Porem muitas empresas européias opta pelo padrão ISO como uma alternativa ao que é percebido por alguns como uma organização EUA - tendenciosa, EPCGlobal, Inc. No entanto, há um movimento dentro dessas organizações para proporcionar um padrão unificado para a verdadeira cooperação a nível mundial (Blanks 2007). As exigências da Wal-Mart e DoD estão impulsionando a atual explosão do crescimento RFID. O surgimento recente de norma da tecnologia RFID, especialmente a EPC, padrão publicado pela EPCglobal, também têm incentivado o crescimento da indústria. Em 2005, os 100 principais fornecedores da Wal-Mart e o DoD começaram a etiquetar paletes de mercadoria. Já no final de 2007 o preço das etiquetas RFID caiu para US $0,05. Nos próximos 10 anos, a codificação a nível de item de mercadorias irá tornar-se comum e a tecnologia RFID será onipresente, da mesma forma como as televisões, PC s e os celulares já estão (Hunt 2007). A fim de alcançar todos os benefícios da RFID, aqueles que implementarem soluções devem achar formas de incorporar os dados RFID em seus processos de 3

4 tomada de decisão. Sistemas de TI são fundamentais para esses processos. É nesse cenário que o middleware aparece. Middleware é o software que conecta o dispositivo RFID com o legado sistemas de TI da empresa. Ele é responsável pela qualidade e pela facilidade de utilização das informações produzidas pelos sistemas RFID (Hunt 2007). Há três motivações primárias por trás do uso de middleware RFID, a primeira seria para encapsular as aplicações das interfaces de dispositivos, a segunda para processar os dados em seu formato mais bruto capturados pelos leitores e sensores de modo que as aplicações só vejam eventos significativos e de alto nível. Diminuindo, portanto, o volume de informação que elas precisam processar, e por último para fornecer uma interface no nível de aplicação para gerenciar leitores e consultar eventos RFID. Um aspecto importante é que a maior parte dos middlewares RFID disponível atualmente fornece estes recursos, (Glover 2007). Nesse sentido, o presente trabalho propõe validar o Middleware Sun Java System RFID Software que segue as normas definidos pela EPCglobal. Para tanto, será desenvolvido um protótipo de controle de acesso no qual permite que usuários possam acessar áreas restritas de sistemas através do uso de um smart card. Este tipo de aplicação contribui de forma significativa para elevar o fator de usabilidade dos sistemas, pois torna mais eficiente o processo de autenticação. 4

5 2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVOS GERAIS O objetivo geral do projeto de pesquisa em questão é validar o Middleware Sun Java System RFID Software com o desenvolvimento de um protótipo de controle de acesso OBJETIVOS ESPECÍFICOS Os objetivos específicos deste projeto de pesquisa são: Estudar e pesquisar sobre a tecnologia RFID. Estudar o Middleware Sun Java System RFID Software. Modelar o protótipo do controle de acesso, baseado nos processos estudados no decorrer do curso. Implementar o protótipo utilizando a linguagem Java. Incentivar o uso de sistemas desenvolvidos em Java para o Hospital Universitário Ana Bezerra. Documentar o desenvolvimento e resultados do projeto 5

6 3. PLANO DE PESQUISA Serão necessárias cinco etapas a fim de executar este projeto de pesquisa e cumprir os objetivos específicos apresentados anteriormente. São elas: (1) estudo do Middleware Sun Java System RFID Software, leitura e escrita em cartões com tecnologia RFID; (2) elaboração do modelo do estudo de caso; (3) Validação do Middleware; (4) implementação do estudo de caso; (5) construção da monografia. O plano para a execução das atividades contidas nessas etapas é apresentado a seguir, e assume uma dedicação média de 20 horas por semana. ETAPA 1: ESTUDO. Objetivo: Essa etapa visa adquirir os conhecimentos teóricos necessários sobre Middleware RFID, em especial o Middleware Sun Java System RFID Software. Também será abordada uma visão geral sobre a tecnologia RFID. Atividade 1.1 Recursos necessários Pré-requisitos Metodologia Estudar os conceitos de middleware RFID de forma genérica e abordar a implementação do Middleware Sun Java System RFID Software. Microcomputador PC com acesso à Internet. Site da Sun. Artigos relacionados. Orientadores do Projeto Não há. O estudo se dará através da leitura de artigos, livros e o próprio site da Su. A análise das informações encontradas deve considerar a procedência das mesmas, sua quantidade, relevância, características desejáveis e limitações relacionadas ao objetivo proposto. Produtos Documento textual descrevendo resumidamente as características e funcionamento do Middleware Sun Java System RFID. 01 Semana. Atividade 1.2 Recursos necessários Pré-requisitos Metodologia Compreender a tecnologia RFID. Microcomputador com acesso a internet. Livro especializado sobre o assunto. Orientadores do Projeto. Não há. O estudo se dará através de livro específico sobre o assunto bem como. 6

7 Produtos Documento textual descrevendo resumidamente o funcionamento dos cartões RFID. 1 semana ETAPA 2: MODELAGEM. Objetivo: Nesta etapa pretende elaborar o modelo para o estudo de caso. Levantamentos dos casos de uso e o detalhamento desse são os objetivos esperados ao final dessa fase. Atividade 2.1 Levantamento dos casos de uso e o detalhamento. Recursos Microcomputador PC com acesso à Internet. necessários Ferramenta de modelagem UML. Pré-requisitos Etapa 01. Metodologia Usar um processo de software interativo e incremental para gerar o projeto arquitetural. Produtos Diagrama de Classes, Diagrama de Seqüência. 02 Dias. ETAPA 3: VALIDAÇÃO. Objetivo: Nesta etapa pretende-se realizar experimentos e testes sobre o exemplo existente no portal da Sun forma a validar o Middleware Sun System Software RFID com os cartões e leitoras RFID. Também é objetivo dessa etapa definir a arquitetura para o estudo de caso. Atividade 3.1 Realizar teste com exemplo existente no portal Sun. Recursos Microcomputador PC com acesso à Internet. necessários Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE) Middleware Sun Java System Software RFID. Leitora do Cartão com tecnologia RFID. Cartão com tecnologia RFID. Pré-requisitos Etapa 01. Metodologia Será validado o middleware fazendo teste de leitura e escrita no cartão. Produtos Documento relatando os resultados os teste. 10 dias. Atividade 3.2 Definição da Arquitetura. Recursos Microcomputador PC com acesso à Internet. 7

8 necessários Ferramenta de modelagem UML. Pré-requisitos Etapa 02 e atividades 3.1. Metodologia Usar um processo de software interativo e incremental para gerar o projeto arquitetural. Produtos Diagrama de Componentes. 02 Dias. ETAPA 4: DESENVOLVIMENTO. Objetivo: Esta etapa visa a implementação em Java, seguindo a arquitetura proposta, do estudo de caso para. Atividade 4.1 Implementação do estudo de caso. Recursos Microcomputador PC com acesso à Internet. necessários Artefatos de modelagem. Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE). Middleware Sun Java System Software RFID. Leitora do Cartão com tecnologia RFID. Cartão com tecnologia RFID. Pré-requisitos Etapa 02 e 03 Metodologia A implementação do estudo de caso será feita usando a linguagem de programação Java, e deve seguir rigorosamente a Análise e Projeto realizado na etapa 2. Produtos Códigos-fontes do estudo de caso. 03 Semanas. ETAPA 5: CONSTRUÇÃO DA MONOGRAFIA. Objetivo: Esta etapa visa o registro das atividades relativas ao projeto de pesquisa que será desenvolvido no último semestre do curso de TDS do CEFET-RN, onde terá como resultado o TCC (trabalho de conclusão de curso).. Atividade 5.1 Recursos necessários Pré-requisitos Metodologia Realizar a produção da Monografia. Microcomputador PC com acesso à Internet. Professores Orientadores. Todas as atividades. A redação da monografia se dará ao longo de todo semestre, através do estudo sobre o tema proposto, que servirá como referencial teórico; até o resultado do produto final, que constituirá o estudo de caso do trabalho. O texto final deve estar conciso, claro, bem apresentado e com boa cadência. O objetivo da monografia é definir bem o tema/problema de 8

9 pesquisa, justificar sua importância e abrangência, fornecer o referencial teórico, apresentar o estudo de caso, documentar o desenvolvimento do estudo de caso e finalmente os resultados alcançados e as conclusões tiradas. Produtos Monografia. 4 Meses 9

10 4. RECURSOS NECESSÁRIOS 4.1. RECURSOS BIBLIOGRÁFICOS Qtd Artigos, apresentações, documentos acadêmicos e tutoriais X Livros sobre fundamentos e funcionamento da Tecnologia RFID 5 Documentação das bibliotecas Java utilizadas X Livro Princípios de análise e projeto de sistemas com UML RECURSOS DE HARDWARE Qtd Microcomputador PC para desenvolvimento e testes do componente de software 01 Cartão com tecnologia RFID 01 Leitora de cartões com tecnologia RFID RECURSOS DE SOFTWARE Qtd Editor de Texto. 01 Ferramenta de modelagem UML 01 IDE para desenvolvimento Java 01 Middleware Sun Java System RFID Sofware 01 Drivers da leitora RECURSOS HUMANOS Qtd Professores orientadores: Ricardo Valentim e Ana Maria. 02 Aluno do curso de TDS para realizar os testes de caixa-preta

11 5. CRONOGRAMA Atividade Semanas/Mês Junho/08 Julho/08 Agosto/08 11

12 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Finkenzeller, K. RFID Handbook Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards and Identification. 2Ed.Editora Wiley. England, Hunt V. Daniel; Puglia Mike; Puglia Albert. RFID A Guide to Radio frequency Identification. Editora Wiley. Canada, RFID Handbook: Aplications, Technology, Security, and Privacy. Editora CRC Press. United States, 2008 EAGLE, J. (2002) RFID: The Early Years. The Eagle s Nest. Blanks, J; Pachano M; Thompson L; Hanny David. RFID Applied. Editora Wiley. Canada, Want Roy. RFID Explained: A Primer on Radio Frequency Identification Technologies. Editora Morgan & Claypool Publishers. United States, Glover Bill; Bhatt Himanshu. Fudamentos de RFID. Editora Alta Boolks. Rio de Janeiro, Chen, R. C.; Tavares J. J. Z; Silva J. R. SGB: Sistema de Gestão e Controle da Informação para Bibliotecas com RFID. Revista de Ciências da Informação e da Comunicação do CETAC. acesso em 18 de maio de