UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA COMPUTAÇÃO MÓVEL CONTROLE DE GASTOS PARA ORÇAMENTO DOMÉSTICO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA COMPUTAÇÃO MÓVEL CONTROLE DE GASTOS PARA ORÇAMENTO DOMÉSTICO Fred Paulino Ferreira, Leonardo Couto, Renato Maia, Luiz G. Montanha Departamento de Informática Universidade Federal de Viçosa

2 ÍNDICE 1. Introdução e motivação Documentação Produto Mobile Diagrama de contexto Funções do produto Interfaces de usuário Tela do Menu Principal Layout sugerido Campos Comandos Tela de Cadastro de Despesa Layout sugerido Campos Comandos Tela de Relatório de Despesas Layout sugerido Campos Comandos Tela de Cadastro de Tipo Layout sugerido Campos Comandos Tela de Relatório de Tipos Layout sugerido Campos Comandos Tela de Exportar Dados Layout sugerido Campos Comandos Diagrama de fluxo das telas Produto Desktop

3 Diagrama de contexto Funções do produto Interfaces de usuário Tela de Visualização dos Tipos Cadastrados Layout sugerido Campos Comandos Tela de Visualização das Despesas Cadastradas Layout sugerido Campos Comandos Tela de Comunicação Bluetooth Layout sugerido Campos Comandos Diagrama de classes persistentes Classes persistentes Tecnologia utilizada Bluetooth J2ME / NetBeans Firebird (PC) RMS (MOBILE) Requisitos do sistema Funcionamento do sistema Dificuldades encontradas Conclusão Bibliografia

4 1. Introdução e motivação Este texto é um relatório sobre um pequeno sistema desenvolvido para dispositivos móveis como parte do requisito de avaliação da disciplina de Computação Móvel da Universidade Federal de Viçosa. Este mini-sistema para ambiente de computação móvel aplica os conhecimentos de engenharia de software, banco de dados, redes e sistemas distribuídos e utiliza a tecnologia Bluetooth para comunicação de dados. O sistema foi desenvolvido por quatros estudantes que aproveitaram a oportunidade para desenvolver um pequeno aplicativo que fosse útil para o dia a dia e não só para atender os requisitos de avaliação da disciplina. Durante a vida acadêmica, muitos estudantes, inclusive os integrantes do grupo, têm o dinheiro contado para os gastos do mês e diversos tipos de gastos, como alimentação, xérox, livros, aluguel, festas devem ser controlados para não extrapolar o limite de créditos por mês. Este tipo de controle já é feito usando programas já disponíveis na internet, planilhas feitas em computador, ou mesmo anotando em cadernos e somando no final do mês. A grande questão é que muitos gastos não tem como serem registrados no exato momento e ao final do dia um gasto pode ser esquecido. Celular é um aparelho que se encontra bem difundido e é fácil carregar para qualquer lugar então, a idéia é desenvolver um sistema para celulares e no exato momento do gasto registrá-lo e ao final do dia exportar estes dados para o computador de forma fácil e rápido. Apesar de muitos celulares já virem de fábrica com um pequeno sistema de controle de gastos, eles não possuem uma forma de exportá-los para o computador. O sistema tem duas partes, uma a ser instalada no celular e foi desenvolvida usando a linguagem de programação Java para celulares (J2ME) e a outra parte a ser instalada no computador e desenvolvida em Java para desktop. Aplicação no celular é o cliente e a do computador é o servidor. Ao executar o servidor o computador procura um celular que esteja pronto para exportar, estabelecendo a conexão (via Bluetooth) o celular envia os dados e o servidor recebe e armazena no banco de dados (FireBird). 4

5 2. Documentação Produto Mobile Diagrama de contexto Funções do produto Número de ordem Caso de uso 1 Cadastrar Tipo Cadastro de novos tipos de despesas 2 Cadastrar Despesa Cadastro de Despesas 3 Visualizar relatório de Tipos 4 Visualizar relatório de Despesas Descrição Mostra todos os tipos de despesas cadastrados no aplicativo Mostra todas as despesas cadastradas 5 Exportar Dados Envia para a aplicação Desktop todos os tipos e todas as despesas cadastrados no celular 5

6 Interfaces de usuário Número de ordem Nome Ator Caso de uso Descrição 1 Tela do Menu Principal Usuário Interface principal do aplicativo. Usuário acessa as outras interface através do menu. 2 Tela de Cadastro de Despesa 3 Tela de Relatório de Despesas 4 Tela de Cadastro de Tipo 5 Tela de Relatório de Tipos Usuário Cadastrar Despesa Usuário Visualizar relatório de Despesas Interface para cadastro de despesas Interface para mostrar todas as despesas já cadastradas Usuário Cadastrar Tipo Interface para cadastro de tipos Usuário Visualizar relatório de Tipos Interface para mostrar todos os tipos já cadastrados 6 Tela de Exportar Dados Usuário Exportar Dados Interface que permite exportar dados para a aplicação Desktop Tela do Menu Principal Layout sugerido 6

7 Campos Não aplicável Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Cadastrar Despesa 2 Relatório de Despesas Acesso à tela de Cadastro de Despesa Acesso à tela de Relatório de Despesas Sempre habilitado. Sempre habilitado. 3 Cadastrar Tipo Acesso à tela de Cadastro de Tipo Sempre habilitado. 4 Relatório de Tipos Acesso à tela de Relatório de Tipos Sempre habilitado 5 Exportar Acesso à tela de Exportar dados Sempre habilitado 6 Sair Sair do sistema Sempre habilitado Tela de Cadastro de Despesa Layout sugerido 7

8 Campos Número Nome Descrição Valores válidos 1 Data Data da despesa Caracteres alfanuméricos 2 Tipo Tipo da despesa Caracteres alfanuméricos 3 Valor Valor da despesa 4 Descrição Descrição da despesa Caracteres numéricos Caracteres alfanuméricos Formato Tipo Restrições sss, dd mmm aaaa Date Obrigatório/alterável 3 caracteres String Obrigatório/alterável.## float Obrigatório/alterável máximo 40 caracteres String Alterável Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Salvar Salva a despesa cadastrada e limpa os campos para um novo cadastro Sempre habilitado. 2 Voltar Volta para a tela de menu principal Sempre habilitado Tela de Relatório de Despesas Layout sugerido 8

9 Campos Não aplicável Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Voltar Volta para a tela de menu principal Sempre habilitado Tela de Cadastro de Tipo Layout sugerido Campos Número Nome Descrição Valores válidos 1 Tipo Tipo do tipo 2 Descrição do tipo Descrição do tipo Caracteres alfanuméricos Caracteres alfanuméricos Formato Tipo Restrições 3 caracteres String Obrigatório/alterável Mínimo de 5 e máximo de 15 caracteres String Obrigatório/alterável 9

10 Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Salvar Salva o tipo da despesa cadastrado e limpa os campos para um novo cadastro Sempre habilitado. 2 Voltar Volta para a tela de menu principal Sempre habilitado Tela de Relatório de Tipos Layout sugerido Campos Não aplicável Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Voltar Volta para a tela de menu principal Sempre habilitado. 10

11 Tela de Exportar Dados Layout sugerido Campos Não aplicável Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Exportar Tenta conectar com a aplicação Desktop. Se estabelecer conexão, exporta os dados. Sempre habilitado. 2 Voltar Volta para a tela de menu principal Sempre habilitado. 11

12 2.1.4 Diagrama de fluxo das telas 12

13 2.2 - Produto Desktop Diagrama de contexto Funções do produto Número de ordem Caso de uso Descrição 1 Conectar Bluetooth Abre o servidor para receber dados do celular via Bluetooth 2 Visualizar Tipos Mostra todos os tipos de despesas cadastrados 3 Visualizar Despesas Mostra todas as despesas cadastradas Interfaces de usuário Número de ordem 1 Tela de Visualização dos Tipos Cadastrados 2 Tela de Visualização das Despesas Cadastradas 3 Tela de Comunicação Bluetooth Nome Ator Caso de uso Descrição Usuário Visualizar Tipos, Conectar Bluetooth Usuário Visualizar Tipos, Conectar Bluetooth Interface para visualização dos tipos de Despesas cadastrados. Interface para visualização das Despesas cadastradas. Usuário - Interface para mostrar o status da conexão via Bluetooth com o celular. Mostra os dados enviados pelo celular. 13

14 Tela de Visualização dos Tipos Cadastrados Layout sugerido Campos Não aplicável Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Importar dados de dispositivo 2 Cadastro de Despesas Acesso à tela de Comunicação Bluetooth para mostrar o status da conexão Acesso à tela de Visualização das Despesas Cadastradas Sempre habilitado. Sempre habilitado. 14

15 Tela de Visualização das Despesas Cadastradas Layout sugerido Campos Não aplicável Comandos Número Nome Ação Restrições 1 Importar dados de dispositivo Acesso à tela de Comunicação Bluetooth para mostrar o status da conexão Sempre habilitado. 2 Cadastro de Tipos Acesso à tela de Visualização dos Tipos Cadastrados Sempre habilitado. 15

16 Tela de Comunicação Bluetooth Layout sugerido Campos Número Nome Descrição Valores válidos 1 Dispositivos conectados 2 Qtde de Tipos Transferidos 3 Qtde de Despesas Transferidas 4 Lista de dados transferidos Informa o número de dispositivos que estão conectados com a aplicação Informa o número de Tipos que o dispositivo exportou Informa o número de Despesas que o dispositivo exportou Informa os Tipos e Despesas transferidas pelo dispositivo Caracteres numéricos Caracteres numéricos Caracteres numéricos Caracteres alfasnuméricos Formato Tipo Restrições - int Obrigatório/inalterável - int Obrigatório/inalterável - int Obrigatório/inalterável - String inalterável Comandos Não aplicável 16

17 Diagrama de classes persistentes Classes persistentes Número de ordem Nome 1 Despesa Informação relativa a uma despesa Descrição 2 Tipo Informação relativa a um tipo de despesa 17

18 3. Tecnologia utilizada Bluetooth É uma tecnologia de comunicação entre dispositivos de uso pessoal (PDAs, Celulares, Notebooks, etc) e de baixo custo para a comunicação sem fio entre estes a curtas distâncias. O Bluetooth começou a ser desenvolvido em 1994, pela Ericsson, e a partir de 1998 pelo Bluetooth Special Interest Group (SIG), consórcio inicialmente estabelecido pela Sony, Ericsson, IBM, Intel, Toshiba e Nokia. Hoje este consórcio inclui mais de 2000 empresas. Dispositivos Bluetooth operam na faixa ISM (Industrial, Scientific, Medical) centrada em 2,45 GHz que era formalmente reservada para alguns grupos de usuários profissionais. Cada dispositivo é dotado de um número único de 48 bits que serve de identificação. Os dispositivos Bluetooth se comunicam entre si e formam uma rede denominada piconet, na qual podem existir até oito dispositivos interligados, sendo um deles o mestre (master) e os outros dispositivos escravos (slave); Em relação à sua velocidade pode chegar a 721 Kbps e possui três canais de voz. As desvantagens desta tecnologia são o seu raio de alcance, 10 metros (alguns podem chegar a 100 metros) e o número máximo de 7 dispositivos que podem se conectar ao mesmo tempo J2ME / NetBeans J2ME é uma tecnologia que nos possibilita o desenvolvimento de software para sistemas e aplicações embarcadas, ou seja, toda aquela que roda em um dispositivo de propósito específico, desempenhando alguma tarefa que seja útil para o dispositivo. É a plataforma Java para dispositivos compactos, como celulares, PDAs, controles remotos, e uma outra gama de dispositivos. Primeiro eles definiram o ambiente de execução Java (JRE), e um conjunto de classes básicas que operam sobre cada dispositivo. Isso foi denominado Configurações. Uma configuração define a JVM (Java Virtual Machine) para um pequeno e específico dispositivo computacional. Há duas configurações para um dispositivo embarcado, uma para dispositivos com maior capacidade computacional, denominado CDC. A outra com menor capacidade computacional, denominado CLDC. A segunda abordagem foi definida como um perfil. Um perfil consiste em um conjunto de classes que possibilita os desenvolvedores de softwares implementarem as aplicações de acordo com as características das aplicações dos pequenos dispositivos computacionais. Foi denominado o MIDP, oferecendo recursos como rede, componentes de interface, armazenamento local, etc. No desenvolvimento do nosso trabalho foi utilizada a configuração CLDC1.1 e o perfil MIDP 2.0. E para facilitar o desenvolvimento utilizamos a IDE NetBeans 5.5 que nos auxiliou principalmente na criação das interfaces e na criação do fluxo de interfaces do sistema Firebird (PC) É um sistema gerenciador de bases de dados compatível com os Sistemas Operacionais Linux, Windows, Mac OS e uma variedade de plataformas Unix. Baseado no código do Interbase da Borland, quando da abertura de seu código na versão 6.0 (em Julho de 2000), alguns programadores em associação, assumiram o projeto de identificar e corrigir inúmeros bugs da versão original, surgindo aí o Firebird, que se tornou um banco de dados com características próprias, obtendo uma aceitação imediata no círculo de 18

19 programadores. O banco de dados é livre em todos os sentidos: não há limitações de uso, e seu suporte amplamente discutido em listas na internet, o que facilita enormemente a obtenção de ajuda técnica. O produto se mostrou bastante seguro, suportando sistemas com dezenas de usuários simultâneos e bases de dados acima de 2GB de tamanho. Foi utilizado a versão Firebird 1.5 na parte do servidor do projeto RMS (MOBILE) O RMS (Record Management System) é um ambiente de armazenamento persistente dentro do MIDP e é baseado em armazenamento de fluxos de dados. Os fluxos permitem estabelecer canais de comunicação entre aplicativos e arquivos ou um dispositivo específico. Leitura de arquivos, enviar dados para o monitor, ler o teclado só conseguimos graças aos fluxos de dados que nos permite fazer essa comunicação. Assim, as tarefas de leitura e escrita de registros são realizadas pelo RMS e podem ser vistas como atividades de fluxos que manipulam apenas bytes. Para permitir a persistência de diversos tipos de dados, utilizaremos classes de controle de fluxo. Para escrever dados, dois fluxos são abertos. Um para manipular tipos de dados Java e outra para gerar um array de bytes, a partir do primeiro fluxo, para enviar para o repositório. Um esquema de leitura e escrita de registros com os fluxos pode ser vista na figura abaixo. Esquema de escrita no repositório RMS. Esquema de leitura no repositório RMS. 19

20 4. Requisitos do sistema A biblioteca responsável pelo controle da comunicação buetooth no PC, chamada BlueCove, requer que a Microsoft Bluetooth stack esteja instalada e ela se encontra disponível no Windows XP SP2 ou superior. O adaptador Bluetooth USB deve ser suportado pela Microsoft Bluetooth stack. Java 1.4 ou superior Para o correto funcionamento, os dispositivos devem implementar a especificação JSR-82, a API Bluetooth Java oficial. O dispositivo deve suportar CLDC 1.1 e MIDP Funcionamento do sistema O funcionamento do sistema é dividido em duas partes, uma é a execução do servidor e a outra a execução do aplicativo no celular. Ambos os módulos funcionam em conjunto. Para a execução do servidor é preciso que um dispositivo Bluetooth esteja conectado ao computador. Dispositivo Bluetooth conectado na entrada USB do computador O servidor possui uma tela principal onde podem ser visualizados os dados armazenados no computador. Estes dados são carregados do banco de dados projetado no sistema gerenciador de banco de dados Firebird. Nesta tela possui um botão que clicando executa a tela que estabelece a conexão com até 7 dispositivos móveis com Bluetooh. O que o servidor faz é procurar um celular com Bluetooth ativado e ao encontrar aguarda a confirmação de conexão do celular. Agora o servidor continua procurando mais dispositivos e ao mesmo tempo mantém a conexão com o celular em questão. Qualquer dispositivo conectado ao servidor que enviar um dado, o servidor obtém este dado, processa-o e armazena na sua respectiva tabela do banco de dados e logo em seguida a tela principal do servidor atualiza as tabelas de despesas e tipos de despesas. Resumindo, o papel do servidor é bem simples, procura um dispositivo móvel, estabelece conexão, continua procurando mais dispositivos e a qualquer momento que um dos dispositivos enviar dados, o servidor armazena no banco de dados. O aplicativo a ser instalado no dispositivo móvel (celular) possui um menu principal com as opções de cadastrar despesas, cadastrar tipos, relatório de despesas, relatório de tipos e exportas dados. Todo o dado gravado via este aplicativo é salvo em um método de persistência de dados chamado RMS (Record Management System) e o usuário não tem acesso aos arquivos deste formato, somente a aplicação. Ao escolher a opção de relatório de despesas ou de tipos o que programa faz é buscar estes dados e exibi-los na 20

21 tela do celular sem nenhum tipo de filtro, somente exibi na ordem em que foram armazenados. O tratamento mais elaborado sobre os dados é feita pela aplicação servidor, uma vez que o celular somente armazena os dados. Também seria ineficiente deixar todo o processamento de dados, como ordenação, para um dispositivo móvel, pois sabemos que este tipo de operação consome bateria que ainda é um fator limitante para desenvolvimento de aplicações móveis. Para exportar os dados para o computador o usuário escolhe no menu a opção de exportação e depois o tipo de exportação (para este sistema somente via Bluetooh). A partir deste momento o celular passa a procurar uma conexão e os serviços disponíveis que neste caso é o servidor. Estabelecido a conexão aparecerá em uma interface o nome do computador (ou uma lista de nomes de computadores, caso tenha mais de um computador com o servidor executando) que o usuário escolherá. Uma mensagem de segurança do próprio sistema operacional do celular será exibida e o usuário deve confirmar a conexão, assim os dados serão enviados para o computador selecionado. Os dados são enviados registro por registro devido à restrição de tamanho de dados para transferência e ao mesmo tempo é exibido um relatório do que foi enviado. O servidor se encarrega de receber os dados, tratá-los, gravá-los no banco de dados e exibi-los na interface principal. Os testes foram feito usando um celular da Sony Ericsson modelo W810i e a seguir são exibidas algumas interfaces do sistema neste celular. Tela principal Cadastro de Tipos Menu Relatório de Despesas 21

22 6. Dificuldades encontradas Aparelho celular: No começo do desenvolvimento os testes eram feito usando um celular Nokia 3650 que não permitia algumas funções e alguns comandos. A aplicação foi desenvolvida usando MIDP2.0 e CLDC1.1 e o celular só funcionava com MIDP1.0 e CLDC1.1 e naquele celular não tem nenhuma informação a respeito. Bluetooh USB: Foi usado no começo um Bluetooh USB versão 1.2 e na fase de teste de conexão não era possível estabelecer uma conexão com o servidor no computador. A princípio os desenvolvedores pensaram que o erro estava no código e só depois de testar com outro Bluetooth USB (versão 2.0) a conexão obteve sucesso. Persistência no celular: Os dados tinham que ser armazenados no celular usando algum método de persistência de dados, porém não foi encontrado nenhum banco de dados para celular. A forma encontrada foi usando RMS, que permite que os dados sejam salvos em uma tira de bytes e não é permitido processálos como em um sistema de banco de dados. Estes dados ficam em alguma parte do celular onde não se pode ter acesso, somente via aplicação. Erros no código: Não era possível depurar o código responsável pela conexão e exportação de dados no programa do celular, então cada erro era difícil de ser encontrado e removido. Interface: O relatório de despesas e tipos não tinha a mesma formatação em todos os celulares, uma vez que cada celular tem uma tela com tamanho diferente. Foi ajustada uma formatação que não variasse muito de celular para celular. Documentação: Na internet continha pouca documentação sobre comunicação Bluetooth, as bibliotecas eram limitadas e a biblioteca utilizada (BlueCove) está restrita ao Windows XP SP2. Compatibilidade: A aplicação funcionou perfeitamente no celular Sony Ericsson modelo W810i e não funcionou no celular Nokia 3650 e em outro modelo de celular da Nokia somente a exportação não funcionou. Também a data tem formato diferente em cada celular o que não permitiu manipulação para exibir os relatórios ordenados por data. Não obtivemos êxito com alguns aparelhos celulares testados talvez por eles não implementarem a especificação oficial JSR Conclusão Desenvolver aplicações para dispositivos móveis e trabalhar com comunicação sem fio é um desafio interessante para quem gosta de assuntos novos e de tecnologia. Aplicações desktop diferem muito de aplicações voltadas para ambiente móvel. Existem várias limitações: memória, processamento, bateria e tamanho da tela. Tudo isto interfere de forma significativa nos resultados. Como é uma área que está em constante aperfeiçoamento e mudança, não estão bem definidas questões de padronização e é necessário do desafiante dedicação e paciência na hora de aprender e desenvolver. 22

23 8. Bibliografia 1) Bluetooth: Microsoft Dicas para resolução de problemas de conexão Bluetooth no XP SP2 Conectando PC e Fone utilizando a Java API Bluetooth Parte 1 Conectando PC e Fone utilizando a Java API Bluetooth Parte 2 Tutorial BlueCove 4.new 2) Record Management System: Fórum explicativo sobre API Record Management System Artigo Entendendo a API Record Management System 23