Manual do Utilizador

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1 Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra Departamento de Engenharia Electrotécnica e Computadores Software de Localização GSM para o modem Siemens MC35i Manual do Utilizador

2 Índice Índice... i Índice de Figuras... ii Introdução... 1 Objectivo do Software... 1 Requisitos... 1 Instalação... 2 Menu Conf... 4 Menu Telemóvel... 4 Telefonar... 5 SMS... 5 Ler SMS... 5 Lista Telefónica... 6 Estudo de Potência... 6 Menu Modo de treino... 7 Métodos de localização... 9 Erro mínimo e estimação Bayesiana... 9 Enquadramento... 9 Localização Localização pelo método do menor erro e estimação Bayesiana Localização pelo método do enquadramento Base de Dados Pública Menu Avançado Bibliografia Setembro 2006 Pág. i

3 Índice de Figuras Figura 1: Menu de Boas vindas do programa de instalação... 2 Figura 2: Escolha da directoria de instalação... 2 Figura 3: Menu principal da versão DOS... 3 Figura 4: Página inicial da versão Windows... 3 Figura 5: Inserção do PIN e selecção da Porta de Comunicação... 4 Figura 6: Menu Telemóvel... 5 Figura 7: Menu Estudo de Potência... 6 Figura 8: Exemplo de um script do estudo de potência... 7 Figura 9: Menu Modo de treino... 7 Figura 10: Exemplo do povoamento de uma Base de Dados Figura 11: Estimação Bayesiana e Menor erro Figura 12: Método do enquadramento Setembro 2006 Pág. ii

4 Introdução Objectivo do Software O objectivo deste software é fornecer uma ferramenta completa para a implementação do projecto de licenciatura Localização usando sinais GSM. Foram desenvolvidas duas versões do software, uma versão que corre em MS-DOS e outra em Windows; este manual pretende dar a conhecer a versão Windows uma vez que a versão MS-DOS contém as mesmas funcionalidades. Para mais detalhes sobre a metodologia do projecto, poderá consultar o relatório final. O software foi desenvolvido com o intuito de inserir e manusear os seguintes aspectos: Funções de telemóvel Estudo de perfis de Potência Inserção e manuseamento de Base de Dados Métodos de localização Requisitos Para uma utilização correcta deste software necessita de possuir um computador com os seguintes requisitos: Microsoft Windows 95 ou posterior. 20 MB de espaço livre 16 MB de memória RAM Modem GSM Siemens MC35i Setembro 2006 Pág. 1

5 Instalação O GSM Chaser instala-se de forma automática, para iniciar o processo de instalação execute o ficheiro de instalação do GSM Chaser. Figura 1: Menu de Boas vindas do programa de instalação No menu da figura 1 escolha NEXT. Figura 2: Escolha da directoria de instalação Escolha a directoria para qual deseja copiar o GSM Chaser. Setembro 2006 Pág. 2

6 Após concluído o processo de instalação poderá iniciar o programa na versão MS-DOS ou na versão Windows executando os ficheiros GC DOS e o GC respectivamente. A figura 3 mostra o menu principal da versão DOS e a figura 4 o ecrã inicial da versão Windows. Figura 3: Menu principal da versão DOS Figura 4: Página inicial da versão Windows Setembro 2006 Pág. 3

7 Menu Conf Figura 5: Inserção do PIN e selecção da Porta de Comunicação Ligue o modem e conecte-o à porta RS232 do seu computador, de seguida inicie o programa. Na janela de configuração, poderá inserir o PIN do cartão (caso este esteja activo), e seleccionar a porta COM que o modem está a utilizar caso não saiba a porta utilizada pressione o botão Autodectar. Pode escolher o número de medições a recolher por local, por default esse número será 15. Se por ventura um utilizador colocar um cartão SIM no modem de uma operadora diferente da operadora em que a base de dados foi construída, ou caso a base de dados seja proveniente de outro país, o GSM Chaser vai recusar o pedido de localização caso a opção protecção se encontre activa. A partir deste momento poderá utilizar todas as funcionalidades do software. Menu Telemóvel No menu telemóvel poderá encontrar todas as funcionalidades que estão disponíveis em qualquer telemóvel. Setembro 2006 Pág. 4

8 Figura 6: Menu Telemóvel Telefonar Neste menu, basta inserir o número de telefone para o qual pretende ligar no campo Número e de seguida clicar em Chamar. Para terminar a chamada clique em Terminar. SMS Para enviar um SMS, abra o menu SMS e de seguida, no campo mensagem digite a mensagem sms que deseja enviar. No outro campo introduza o número de telefone para dar seguimento ao sms basta clicar em Enviar. Ler SMS Para ler os SMSs basta clicar em Ler, o programa irá carregar todas as mensagens escritas disponíveis para o campo deste menu. Setembro 2006 Pág. 5

9 Lista Telefónica Se desejar consultar a lista telefónica, dentro do menu lista telefónica, carregue em ver. Estudo de Potência O menu estudo de potência permite criar um script Matlab com o qual se pode visualizar a variação das potências recebidas num dado local. Seleccione em primeiro lugar o período entre amostras recolhidas e o tempo que deseja para efectuar o estudo, no campo local designe o nome que deseja para descrever o local onde se encontra, o nome por defeito é script. Carregue em GO para iniciar o processo e espere até aparecer uma janela com o seguinte texto: O script foi concluído com êxito. Tenha em conta que o processo pode ser um pouco demorado. Figura 7: Menu Estudo de Potência No final do processo é gerado um ficheiro na directoria em que se encontra instalado o programa, com o seguinte formato: Local_TempoTotal_Periodo.m. Poderá carregar este ficheiro em qualquer versão gráfica do Matlab. A Figura 8 mostra o aspecto depois do scritp ter sido carregado no Matlab. Setembro 2006 Pág. 6

10 Figura 8: Exemplo de um script do estudo de potência A versão MS-DOS incorpora ainda uma opção que permite inicializar o estudo de potência sem que seja definido um tempo total para a recolha das amostras, neste caso, basta ao utilizador carregar numa tecla para parar. Menu Modo de treino Figura 9: Menu Modo de treino Setembro 2006 Pág. 7

11 Para se poder utilizar as funções de localização é necessária a construção prévia de uma base de dados que irá servir de apoio aos algoritmos de localização. Para começar o povoamento de uma base de dados são necessários 6 passos: 1. Comece por escolher entre criar uma base de dados nova ou utilizar uma já existente. 2. No caso de ter seleccionado a opção de base de dados já existente, escreva no campo nome o nome com o qual esta se encontra gravada, não se esqueça da extensão do ficheiro; se a opção seleccionada for a de criar uma nova base de dados, digite no mesmo campo, o nome com o qual deseja gravar a nova base de dados. 3. Insira uma referência do local no campo local; numa posterior localização se se encontrar nesse mesmo local o programa irá devolver o texto inserido neste campo. 4. Seleccione o método adequado para o povoamento da base de dados, existem dois métodos disponíveis, o método do erro mínimo e de estimação Bayesiana e o método de enquadramento. Poderá consultar na secção seguinte qual melhor se ajusta ao tipo de localização que pretende. 5. Pressione GO e espere até a barra de progressão chegar a 100%, no caso da estimação através do método de enquadramento a barra de progressão só chegará a 100% após a inserção de 4 medidas, após retirar uma medida, coloque-se no sitio onde deseja retirar a medida seguinte e carregue em OK, repita o processo até a barra de progressão chegar a 100%. 6. Depois de conseguir as várias assinaturas GSM, poderá testar o estado da base de dados, se essa poderá ser ou não ser confiável para o processo de localização, ela é mais confiável quanto maior for o número de antenas detectadas, o Teste de Confiabilidade tem o valor de 100% se a base de dados conter apenas assinaturas com dados de sete antenas distintas por local. Atenção: Sempre que uma base de dados é actualizada, é criado um ficheiro temporário com o nome de temp.tmp, onde ficará guardada a base de dados antes da actualização. Poderá assim recuperar todos os dados da base de dados em caso de falha no programa. Setembro 2006 Pág. 8

12 Métodos de localização Os métodos de localização para os quais se prevê a utilização das bases de dados criadas por este software, estão descritos de uma maneira aprofundada no relatório final de projecto [GSMDeec01]. De seguida dá-se uma descrição superficial da utilização de ambos os métodos. Erro mínimo e estimação Bayesiana O povoamento de uma base de dados com vista a pedidos de localização através do erro mínimo e estimação Bayesiana terá um carácter mais geral do que o método do enquadramento, uma vez que permite a recolha de pontos de uma maneira mais aleatória do que o método do enquadramento. Enquadramento Para registar um local este método irá necessitar de 4 medições distintas. O objectivo principal deste método, é o de localizar salas no interior de edifícios; neste caso o procedimento adequado será o de retirar as 4 medições, uma em cada canto da sala e seguir o seguinte protocolo: 1. Escolher um ponto de referência tal como uma porta. No caso de ambiguidade escolher um dos pontos possíveis e fazer referência no nome, por exemplo para o caso da Figura 10 utilizar IT_PortaNorte. 2. Começar a retirar as medições a partir deste ponto e no sentido horário; para que aquando do pedido de localização exista uma referência de modo a enquadrar segundo um referencial de coordenadas, a possível posição dentro da sala. Setembro 2006 Pág. 9

13 Figura 10: Exemplo do povoamento de uma Base de Dados para o método do enquadramento Este método também pode ser utilizado para localizar edifícios, em vez de as 4 medições serem tiradas nos cantos de uma sala, serem tiradas em 4 pontos distintos do edifício. A base de dados criada através deste método poderá ser utilizada na localização pelo método do erro mínimo e estimação Bayesiana porém tenha em conta que, uma base de dados criada para o método de localização através do erro mínimo e estimação Bayesiana não pode ser utilizada para localização através do método de enquadramento. Setembro 2006 Pág. 10

14 Localização Para pedir pedidos de localização poderá ser utilizado um dos métodos mencionados no capítulo anterior. Localização pelo método do menor erro e estimação Bayesiana Figura 11: Estimação Bayesiana e Menor erro. Insira no campo Base de Dados o nome da base de dados que pretende utilizar, pressione o botão GO e espere pelo resultado. Este método devolve dois resultados possíveis para a localização, o resultado que aparece no lado do Estimação Bayesiana utiliza um algoritmo de decisão que se baseia na medição da base de dados a qual tem maior grau de semelhança com a amostra recolhida nesse instante, o resultado através do Menor Erro, utiliza um algoritmo de decisão bastante diferente, para mais informações utilize o relatório final [GSMDeec01]. Setembro 2006 Pág. 11

15 Localização pelo método do enquadramento Figura 12: Método do enquadramento Neste método de localização existem várias configurações possíveis. Poderá definir os factores K e sensibilidade, ou se preferir o factor sensibilidade poderá ser calculado de forma automática se a caixa automático estiver verificada. Para mais informações acerca destes factores poderá consultar o relatório final[gsmdeec01]. Como recomendação poderá utilizar valores de k e sensibilidade altos se estiver a encontrar poucos pontos, e valores baixos se acontecer o inverso. Após a computação do pedido de localização este método devolve no campo Pontos, o número de pontos semelhantes entre a medida devolvida e amostra recolhida, o número máximo de pontos semelhantes são 7, por isso quanto mais o número de pontos se aproxima deste valor maior é o grau de confiança do pedido de localização. Os campos XX e YY fazem corresponder a posições na sala. A posição 0/0 representa o centro; de acordo com o modo de povoamento da base de dados os cantos são denotados pela posição 1/1, 1/-1, -1/-1 e -1/1. Setembro 2006 Pág. 12

16 Base de Dados Pública Se pretender visitar a página oficial do GSM Chaser poderá clicar a qualquer momento em Base de Dados Pública. Na página web do programa é possível encontrar bases de dados de vários locais, e ficar a conhecer mais acerca deste projecto. Menu Avançado O GSM Chaser contém uma opção escondida que permite o envio de comandos AT ao modem GSM. Os comandos AT permitem configurar o modem e permitem pedir todo o tipo de funcionalidades que ele possui. Para conseguir aceder a esta funcionalidade deverá colocar no menu Estudo de Potência o período com o valor 24 e o tempo total de 9 minutos. Após esta operação, entre no menu de envio de sms. No campo destinado para a inserção do número de telemóvel introduza o comando AT pretendido e prima enviar. A resposta por parte do modem será exibida no menu destinado a visualização de mensagens escritas. Setembro 2006 Pág. 13

17 Bibliografia [GSMDeec01] Cabrita, A., Queirós, R. e Santos, A., Localização usando sinais GSM, Coimbra, Setembro Setembro 2006 Pág. 14