UNIVERSIDADE POSITIVO NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO FELIPE LOPES ESCOTE THALES AUGUSTO PORTO DA SILVA

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1 UNIVERSIDADE POSITIVO NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO FELIPE LOPES ESCOTE THALES AUGUSTO PORTO DA SILVA Desenvolvimento de uma Rede Inteligente de Transporte Urbano Monitoramento e Controle de Horários de Veículos do Transporte Coletivo Trabalho de Conclusão de Curso. Prof. Alessandro Brawerman Orientador Curitiba, dezembro de 2010.

2 UNIVERSIDADE POSITIVO Reitor: Prof. José Pio Martins Vice-Reitor: Prof. Arno Antônio Gnoatto Pró-Reitor de Graduação: Prof. Renato Casagrande Diretor do Núcleo de Ciências Exatas e Tecnológicas: Prof. Marcos José Tozzi Coordenador do Curso de Engenharia da Computação: Prof. Edson Pedro Ferlin

3 AGRADECIMENTOS Aos nossos pais e familiares, por terem acreditado em nós e nos apoiado durante todos esses anos de graduação, para que pudéssemos chegar até o fim do curso. Aos nossos amigos, pela paciência em tolerar nossas ausências em épocas difíceis, como finais de bimestres e semanas de provas. Aos amigos de trabalho que conquistamos durante os estágios e empregos, que muito nos ensinaram, colaborando em nossa evolução profissional e intelectual. Aos colegas do curso, que nos proporcionaram momentos cooperação e descontração, sendo muito importantes para o baixo nível de alteração em nossa sanidade mental durante esses anos de loucura. Aos professores, pelo empenho e paciência nas aulas, pelos conhecimentos a nós fornecidos, pela dedicação, contribuição e preocupação com a nossa formação acadêmica e pessoal. Aos funcionários e colaboradores da Universidade Positivo, pelo respeito, ética e comprometimento na realização das atividades e no relacionamento com os alunos, em especial, aos funcionários e estagiários do laboratório de altodesempenho, por, diversas vezes, irem de sala em sala procurar proprietários de pen-drives esquecidos nos laboratórios do curso. À Universidade Positivo, pela preocupação com a qualidade do ensino e pela excelente infraestrutura que nos foi disponibilizada, possibilitando um ótimo aprendizado.

4 SUMÁRIO LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS... 5 LISTA DE FIGURAS... 7 LISTA DE TABELAS... 9 RESUMO ABSTRACT INTRODUÇÃO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Sistemas de Transporte Inteligente Tecnologias de transmissão de dados em redes de telefonia móvel Identificação por Radiofrequência Banco de dados TRABALHOS RELACIONADOS ESPECIFICAÇÃO DO PROJETO Características do Projeto de Hardware Leitores RFID Etiquetas RFID Terminal Java TC65i Painel Informativo Requisitos de Hardware Arquitetura Descritivo do Hardware Descritivo do Software... 31

5 4.4 Algoritmo de cálculo do tempo de espera Recursos necessários VALIDAÇÃO E RESULTADOS CONCLUSÃO REFERÊNCIAS ANEXO I - ARTIGO ANEXO II CÓDIGOS FONTE... 54

6 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS A AD ADSL Auto-ID b B BD CMOS DA DNS CPU FTP G GPIO GPRS GSM Hz HSDPA Id IMP-NG IP ITS JSR K Km Ampere Analógico-Digital Asymmetric Digital Subscriber Line Identificação Automática Bit Byte Banco de Dados Complementary Metal Oxide Semiconductors Digital-Analógico Domain Name Service Central Processing Unit File Transfer Protocol Giga General Purpose Input/Output General Packet Radio Service Global System for Mobile Communications Hertz High-Speed Downlink Packet Access Identificador Information Module Profile - Next Generation Internet Protocol Intelligent Transportation Systems Java Specification Request Kilo Quilômetro

7 LED M m MIDP RFID s SGBD SINIAV TCP TTL UML V VCC WWW 2G 3G Light-Emitting Diode Mega Mili Mobile Information Device Profile Radio-Frequency Identification Segundo Sistema Gerenciador de Banco de Dados Sistema Nacional de Identificação Automática de Veículos Transmission Control Protocol Transistor-Transistor Logic Unified Modeling Language Volt Volts Corrente Contínua World Wide Web Segunda Geração Terceira Geração

8 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Exemplo de utilização do RFID Figura Leitor e transponder principais componentes dos sistemas RFID Figura 4.1 Visão geral do Sistema Figura 4.2 Esquemático do circuito do RFID Figura 4.3 Etiquetas RFID em formato de disco Figura 4.4 Módulo Cinterion TC65i Figura 4.5 Terminal Java TC65i Figura 4.6 Diagrama em blocos de aplicação exemplo Figura 4.7 Painel Informativo Figura 4.8 Esquemático do Painel Figura 4.9 Circuito do Painel em placa de circuito impresso Figura 4.10 Arquitetura do Sistema Figura 4.11 Diagrama de hardware para registro da passagem Figura 4.12 Diagrama de hardware para obtenção de estimativa Figura 4.13 Fluxograma de Firmware Figura 4.14: Fluxograma de software para registro de passagens Figura 4.15: Fluxograma de software para fornecimento de estimativas Figura 4.16 Diagrama entidade relacionamento Figura Emulador Cliente Figura 5.2 Disparador de instâncias do emulador

9 Figura 5.3- Estrutura utilizada para os testes Figura 5.4 Gráfico de Utilização da CPU Figura 5.5 Gráfico do tempo necessário para registro

10 LISTA DE TABELAS Tabela 4.1 Resumo dos Custos Tabela 5.1 Teste de Desempenho e Precisão Tabela 5.2 Precisão de acordo com a tecnologia de comunicação

11 RESUMO O projeto consiste no desenvolvimento de um sistema, para uso em transporte público, que identifica a passagem de determinados veículos em pontos de embarque/desembarque de passageiros. Com o uso de etiquetas eletrônicas nos veículos e leitores nos pontos de parada, as informações são capturadas e centralizadas em um servidor que armazena e processa os dados recebidos, permitindo que as estações acessem informações sobre a(s) linha(s). Os passageiros recebem por meio de um painel, informações quanto à posição atual do próximo veículo, bem como o tempo estimado para o próximo embarque naquele ponto. Devido à falta de uma rede de comunicação na maioria dos pontos de parada, o sistema realiza a comunicação por meio de modem GPRS, integrado ao terminal da aplicação embarcada. De acordo com a empresa gestora do sistema de transporte da cidade de São Paulo (SPTRANS, 2009), nas ultimas décadas, o controle e monitoração dos veículos de transporte coletivo resumem-se apenas na fiscalização do correto cumprimento das viagens previstas em contrato. Essa gestão passiva do sistema não permite a disponibilização imediata das informações em benefício direto dos passageiros, pois muitas vezes são registradas por fiscais, motoristas e cobradores, em sistemas não informatizados. O objetivo principal desse projeto é criar uma solução de baixo custo e de fácil adaptação, para registrar os horários das passagens dos veículos em seus diversos pontos de parada, a partir da captura de sinais RFID emitidos por etiquetas instaladas nos veículos. Com a automação dos registros podemos melhorar o controle gerencial das frotas pelas operadoras e pelos órgãos que administram o transporte coletivo. Como objetivo secundário, é possível utilizar os registros para calcular uma estimativa de chegada para os veículos, reduzindo o estresse causado pelo desconhecimento do período de espera, aumentando a comodidade do passageiro. Palavras-chave: RFID, GPRS, Java, transporte urbano, transporte coletivo, ônibus, telefonia móvel, celular, rede de comunicação.

12 ABSTRACT The whole project consists in develop a system, for public transportation, that identify the vehicle when it pass through the bus stop or station. Installing sensors at the vehicles and reader equipment in the bus stop/station, the received information are sent to a server that store and process the received data, and provide to passengers, in a dashboard at the bus stop, useful informs about the system as an actual position of the bus in the line and estimating time for the next bus. Because the lack of communication system installed in the most part of stations, it will be necessary to use a GPRS modem, integrated with the embedded application in the terminal. According SP-TRANS, the company that manage the public transportation system in São Paulo city, in the last ten years the only way used for control and monitoring vehicles, consist in observation of the correct time in the stations. The information is passed to a supervisor or manager by the drivers or company agents normally in paper or another non automatized method. There is no way to provide the information immediately to passengers for their use. The main purpose of the project is create a low cost and easy solution to registry the exactly time of the passage of the bus through the station using installed sensors and readers in the vehicles and bus stops. The information comes from devices via RFID to a server. With the automatic data processing it will be possible for the company and passengers to estimate time, control and avoid the problems caused by the traffic, and manage a number of situations that causes delays and/or stress. Keywords: RFID, GPRS, Java, dashboard, bus, mobile communication network, public transportation system, mobile phone.

13 12 1. INTRODUÇÃO O projeto em questão tem a proposta de desenvolver um Sistema para monitorar a passagem de um veículo em seus pontos de embarque/desembarque e gerar uma estimativa da chegada deste nos próximos pontos a serem percorridos. Atualmente, na maioria das cidades, existe a necessidade de fiscalização presencial da pontualidade dos veículos e faltam informações quanto à localização e previsão de suas chegadas a um determinado ponto. O objetivo primário do sistema é facilitar o controle gerencial da operadora quanto aos horários e tempos totais decorridos na viagem, a partir da captura de sinais provindos do veículo ao passar pelos pontos de parada. Como objetivos secundários apresentam-se: Estimar um tempo para a chegada de um veículo a um determinado ponto de espera, com base nos registros armazenados. Fornecimento de informações aos usuários, quanto à passagem do veículo por pontos de parada. Construção de um painel simples e de fácil entendimento para fornecer as informações recebidas sobre o próximo ônibus ao passageiro; Redução do estresse causado pelo desconhecimento do período de espera para embarque, aumentando assim a comodidade ao passageiro; O projeto é composto por um conjunto de hardware e software. O hardware contém o painel informativo, o terminal Java TC65i, o leitor RFID e as etiquetas RFID. O software é desenvolvido em linguagem Java, e é implementado no servidor e nos terminais Java TC65i. Nos terminais, sua função é monitorar a passagem dos veículos e registrá-las no servidor, bem como solicitar ao servidor informações sobre o próximo veículo e enviá-las ao painel. No servidor, o software armazena informações em Banco de Dados e realiza os cálculos das estimativas, trocando essas informações com os terminais. O RFID, como se pode ver na Figura 1.1, é utilizado para detectar e identificar o veículo que passa pelo ponto de ônibus, utilizando sinais de radiofrequência. Nesse artigo, alguns termos são utilizados com um significado específico. Assim, o termo Sistema, sem maiores qualificações, refere-se ao Sistema de Monitoramento e Controle de Horários de Veículos do Transporte Coletivo. O termo Terminal refere-se ao Terminal Java TC65i. O termo Pontos refere-se aos pontos de embarque e desembarque de passageiros.

14 13 Figura 1.1 Exemplo de utilização do RFID. A ênfase do Sistema em questão é oferecer, às empresas e aos órgãos que administram o transporte urbano, um sistema informatizado de registro e fornecimento de dados precisos acerca dos horários e pontualidade dos veículos das frotas, e que permita emissão de relatórios, estatísticas e consultas em tempo real. O restante deste trabalho está dividido da seguinte forma: o Capítulo 2 apresenta noções importantes para a compreensão do projeto, o Capítulo 3 apresenta alguns trabalhos relacionados utilizados como inspiração e base de pesquisa para a execução do projeto, o Capítulo 4 apresenta a especificação do projeto descrevendo as ferramentas utilizadas para o desenvolvimento tanto do hardware quanto do software, o Capítulo 5 apresenta a validação e resultados do projeto com o objetivo de mostrar seu desempenho e, por fim, o Capítulo 6 apresenta a conclusão sobre o projeto, descrevendo o que foi obtido com este trabalho e possíveis melhorias a serem implementadas.

15 14 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Neste capítulo é apresentada a teoria necessária para a compreensão e entendimento do projeto. São abordados os conceitos e recursos tecnológicos necessários para o desenvolvimento e funcionamento do projeto. 2.1 Sistemas de Transporte Inteligente Sistemas de Transporte Inteligente, ou em inglês, Intelligent Transportation Systems (ITS), é a denominação empregada na utilização de tecnologias avançadas, que auxiliem na melhoria e eficiência no controle e gerenciamento dos sistemas de transporte, reduzindo os congestionamentos e a poluição e melhorando a segurança (DRANE/RIZOS, 1998). Os ITS elevam a mobilidade, segurança e produtividade através da integração de tecnologias avançadas de comunicação empregadas na infraestrutura de transportes e nos veículos (US DOT, 2005). A denominação genérica de ITS é empregada para designar um conjunto de tecnologias oriundas das aplicações de telemática nos veículos e nos sistemas de transportes (FERRAZ E TORRES, 2004). Segundo os autores, os exemplos mais comuns de ITS no transporte coletivo urbano são: rastreamento de veículo por satélite, sistema de bilhetagem inteligente no transporte coletivo urbano, registro da passagem dos coletivos por locais predeterminados, comunicação em tempo real com os usuários, utilizando dizeres em painéis digitais e avisos sonoros em alto-falantes, etc.. Observam-se nos conceitos apresentados acima, que a implantação de tecnologias de telemática e comunicação no transporte coletivo, por meio de sistemas ITS, traz grandes benefícios aos passageiros e empresas gestoras, por permitir fornecimento de informações em tempo real, e um maior controle da frota, aumentando a eficiência e qualidade dos serviços prestados. O Sistema de Monitoramento e Controle de Horários de Veículos do Transporte Coletivo, proposto nesse projeto, classifica-se como ITS, já que possibilita o registro dos horários de passagem pelos Pontos em tempo real, de forma centralizada, utilizando para isso, a tecnologia de comunicação móvel via internet denominada GPRS (General Packet Radio Service).

16 Tecnologias de transmissão de dados em redes de telefonia móvel As tecnologias de transmissão de dados em redes de telefonia móvel são elementos essenciais para os ITS, pois permitem a comunicação entre os agentes envolvidos no transporte coletivo, quando é inviável ou impossível utilizar uma infraestrutura cabeada para esse fim. O GSM (Global System for Mobile Communications), visto como um sistema de telefonia de segunda geração (2G) é o padrão de telefonia celular mais popular mundo. Até o final dos anos 90, a difusão da Internet fez a indústria sem fio olhar a transmissão de dados móveis como uma oportunidade de crescimento. Dessa forma, a indústria assumiu a tarefa de definição de sistemas de terceira geração (3G), baseado em dados por pacotes (HALONEN/ROMERO/MELERO, 2003). Com o atraso no lançamento dos sistemas 3G em todo o mundo, foi necessário o desenvolvimento de um serviço intermediário, voltado para transmissão de dados, para o GSM. Esse serviço precisaria atingir certos objetos: Permitir acesso a redes empresariais e a Internet; fornecer velocidade relativamente alta; Acessibilidade contínua para voz e dados; Acesso flexível para otimizar o uso da rede, ou seja, muitos usuários com baixas velocidades, poucos usuários com altas velocidades. O Serviço Geral de Pacotes por Rádio (GPRS) foi o único serviço a atingir todos esses objetivos, e foi concebido como uma extensão ao GSM para a transição entre os sistemas 2G e 3G (SANDERS/THORENS/REISKY/RULIK/ DEYLITZ, 2003). As redes GPRS foram desenvolvidas para suportar os serviços de dados, pois surgiram com o propósito de transmissão por comutação de pacotes, diferentemente das GSM, que utiliza comutação por circuito para voz e dados. No GPRS, os dados são divididos em pedaços (pacotes) e ao chegarem ao receptor são agrupados novamente (JESZENSKY, 2004). Quando o GPRS quebra os dados em pacotes, não bloqueia os recursos da rede, liberando-os para outras transmissões correntes e, portanto, não necessita que a ligação seja cobrada por tempo, mas pelos bits transmitidos. O GPRS provê transparência de suporte ao TCP (Transmission Control Protocol)/IP (Internet Protocol) e isso permite sua integração com a Internet. Protocolo de Internet (IP) é um protocolo usado entre duas máquinas em rede para encaminhamento dos dados. Assim, por meio do GPRS, aplicações do tipo WWW (World Wide Web), FTP (File Transfer Protocol) e podem ser atendidas por esse serviço (PEREIRA/GUEDES, 2004). Por ser um serviço que agrega funcionalidades e vantagens ao padrão GSM, que é 2G, e também por anteceder aos sistemas 3G, o GPRS é conhecido como geração 2,5. Os sistemas 3G, apesar de estarem se popularizando, ainda carece de cobertura de rede, seus módulos para sistemas embarcados ainda tem custo elevado, e, devido a grande utilização por usuários domésticos, podem ser instáveis, tornando-se inviável para o projeto proposto neste trabalho.

17 16 O GPRS hoje é largamente utilizado para rastreamento veicular, em máquinas de pagamentos eletrônicos via cartão bancário, em sistemas de segurança e nos sistemas ITS em geral. Neste projeto, é utilizado o GPRS para a comunicação via Internet entre os terminais, localizados nos diversos Pontos, e o servidor central. A tecnologia é escolhida por atender as necessidades de tráfego de dados do sistema, no que se refere à velocidade e ao tempo de resposta, e por atualmente, ter um custo de implantação muito menor que os sistemas 3G. Além disso, o GPRS está disponível em toda a rede GSM das principais operadoras de telefonia móvel no Brasil. São utilizados dois cartões SIM (Subscriber Identity Module) de operadoras diferentes em cada slot do módulo, de forma a oferecer redundância no acesso a Internet. 2.3 Identificação por Radiofrequência Nos últimos anos, procedimentos de identificação automática (Auto-ID) se tornaram muito populares nas empresas de serviços, logística de compra e distribuição, empresas de manufatura e na indústria em geral. Os procedimentos de identificação automática existem para fornecer informações sobre pessoas, animais, mercadorias e produtos em trânsito (FINKENZELLER, 2003). As etiquetas de código de barras causaram uma revolução nos sistemas de identificação nos ultimos anos, e está se tornando obsoleta para um número crescente de casos. Codigos de barras são extremamente baratos, mas a sua grande desvantagem é a baixa capacidade de armazenamento e ao fato de que eles não podem ser reprogramados (FINKENZELLER, 2003). A solução tecnicamente ideal seria o armazenamento de dados em um chip de silício. A forma mais comum de transporte de dados em meio eletrônico presente diariamente em nosas vidas é o cartão inteligente baseado em campo de contato galvânico (cartão telefônico). No entanto, o contato mecânico usado nesses tipos de cartões muitas vezes é impraticável. A transferência de dados sem contato entre o dispositivo de transporte de dados e seu leitor é muito mais flexível. No caso ideal, a energia necessária para operar o dispositivo eletrônico de transporte de dados, também seria transferida a partir do leitor. Por causa dos procedimentos utilizados para a transferência de energia e de dados, sistemas de identificação sem contato são chamados de sistemas RFID (Radio Frequency Identification) (FINKENZELLER, 2003). Os sistemas RFID são semelhantes ao cartão inteligente descrito acima. Os dados são armazenados em um dispositivo eletrônico de transporte de dados: o transponder. No entanto, o fornecimento de energia e o intercâmbio de dados entre o dispositivo de transporte de dados e o leitor são alcançados sem a utilização de contatos galvânicos, e sim utilizando campos magnéticos ou eletromagnéticos (FINKENZELLER, 2003).

18 17 Na figura 2.1, têm-se os dois componentes que constituem o RFID: Transponder ou etiqueta: que está localizado no objeto a ser indentificado; Leitor: Pode ser apenas de leitura, ou de leitura e gravação do dispositivo. O Leitor normalmente possui um módulo de radiofrequência (transmissor e receptor), uma unidade de controle e uma antena. A maioria possui também, uma interface de comunicação para o encaminhamento dos dados recebidos. O Transponder que representa o dispositivo de transporte de dados de um sistema de RFID, normalmente constituída por uma antena e um microchip eletrônico (FINKENZELLER, 2003). Figura Leitor e transponder principais componentes dos sistemas RFID. Os transponders, ou etiquetas RFID, possuem identificação própria, que pode ser predefinida ou personalizável e são capazes de responder a sinais de rádio enviados por uma base emissora. As etiquetas RFID são classificadas em ativas, semi-passivas e passivas. As ativas utilizam baterias ou fonte de alimentação externa e possuem alcance superior a 5 metros. As semi-passivas utilizam tanto a bateria ou fonte de alimentação quanto o campo magnético gerado pelo leitor para gerar corrente elétrica e possuem alcance de 0,5 a 5 metros. As passivas retiram a corrente elétrica necessária para o funcionamento totalmente do campo magnético gerado pelo leitor e possui alcance de até 50 centímetros. No Brasil, a identificação de veículos por RFID já é utilizado para pagamento de pedágios e estacionamentos. Em breve, com a implantação do SINIAV (Sistema Nacional de Identificação Automática de Veículos), seu uso será obrigatório em todos os veículos (DENATRAN, 2010). Neste projeto, utilizamos a tecnologia RFID para a identificação dos veículos, quando os mesmos passam pelos pontos de embarque/desembarque.

19 Banco de dados Banco de dados é uma coleção de dados relacionados que existe por um longo período de tempo para atender às necessidades de múltiplos usuários dentro de uma ou múltiplas organizações (ALBUQUERQUE, 2000) Os bancos de dados podem ser classificados em: relacional; hierárquico e rede. O modelo relacional usa um conjunto de tabelas para representar tanto os dados quanto a relação entre eles. Um banco de dados hierárquico compõe-se de um conjunto ordenado de árvores, mais precisamente de um conjunto ordenado de ocorrências múltiplas de um tipo único de árvore. Um banco de dados em rede consiste em uma coleção de registros que são concatenados uns aos outros por meio de ligações (ELMASRI/NAVATHE, 2005). Adiciona-se aos tipos citados, o banco de dados orientado a objetos e objetorelacional. O modelo de orientação a objeto está baseado no encapsulamento de código e dados em uma única entidade chamada objeto (SILVA, 2003). O modelo objeto-relacional trata-se de um modelo híbrido, com uma estrutura relacional, adicionando alguns conceitos de orientação a objetos, tais como herança de tabelas, de tipos e a possibilidade de criação de tipos complexos de dados. Um modelo de dados define como os dados são armazenados, organizados e acessados. Existem vários sistemas que realizam o gerenciamento de banco de dados, que são chamados de SGBDs (Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados). O SGBD é um software de caráter geral para a manipulação eficiente de grandes coleções de informações estruturadas e armazenadas de uma forma consistente e integrada. Tais sistemas incluem módulos para consulta, atualização e ainda as interfaces entre o sistema e o usuário. O SGBD é constituído por um conjunto de dados associados a um conjunto de programas para acesso a esses dados (SILBERSCHATZ, 2006). No sistema aqui proposto nesse trabalho, utiliza banco de dados para armazenamento das informações dos Pontos, veículos e linhas, para registro dos horários de passagens e para realização de cálculos de estimativas. É utilizado banco de dados com modelo relacional, utilizando o SGDB PostgreSQL.

20 19 3. TRABALHOS RELACIONADOS Esse capítulo tem como objetivo relatar e exemplificar os trabalhos relacionados que foram usados como base para a execução do projeto desenvolvido. A similaridade que pode ser encontrada nesses trabalhos é a de utilizar-se de tecnologias de monitoramento para controle de trafego, e transmissão de dados via GPRS/GSM. O SOMArt (Sistema de Ônibus Monitorado Automaticamente em Tempo Real), desenvolvido para o sistema de transporte público de Porto Alegre, é um sistema para monitoramento automático dos veículos ao longo do itinerário. O monitoramento é feito através da passagem dos veículos por antenas fixas, espalhadas na malha viária, as quais capturam informações específicas de cada veículo. Estas informações estão gravadas em etiqueta eletrônica, fixadas nos chassis de cada veículo, que são lidas e transmitidas pelas antenas. O SOMArt utiliza 48 estações fixas espalhadas pela cidade de Porto Alegre, que registram as passagens e, a cada 3 minutos, transmites os registros via GPRS para o sistema SOMA (MARIA LADEIRA/FERNANDO MICHEL/SÉRGIO PAVANATTO, 2009). No Sistema proposto neste trabalho, as estações de monitoramento estão localizadas nos pontos de parada, permitindo o uso da mesma estrutura para interação com os passageiros, como por exemplo, o uso de painéis informativos. Por outro lado, necessita-se de um número muito maior de estações. O SISTEMA PONTUAL é desenvolvido pela empresa Geocontrol, especialmente para a Gestão dos transportes públicos, e traz informações precisas e seguras de toda a frota de ônibus da cidade. Com ele, é possível acompanhar todo o sistema do transporte público em tempo real. A secretaria responsável pela gestão, além de receber relatórios imediatos de toda a movimentação da frota, poderá também, aplicar as correções e medidas necessárias. Com isso, se alcança uma interação muito maior com o sistema de transporte e o usuário poderá usufruir de mais segurança, qualidade e pontualidade (GEOCONTROL, 2010). O Sistema da Geocontrol, assim como a maioria dos sistemas utilizados para rastreamento da frota, utiliza o GPS ou Triangulação de Antenas GSM para o posicionamento do veículo e comunicação GPRS para transmitir essas coordenadas para o sistema de gerenciamento.

21 20 4. ESPECIFICAÇÃO DO PROJETO O Sistema de Monitoramento e Controle de Horários de Veículos do Transporte Coletivo descobre o momento da passagem dos veículos em seus pontos de parada ao longo de sua rota, e com isso, estabelece uma previsão de chegada do próximo veículo, para cada um dos pontos de embarque. Figura 4.1 Visão geral do Sistema

22 21 Na Figura 4.1 têm-se a visão geral do Sistema. A descoberta de tempo de passagem é feita com o uso de etiquetas, instaladas nos veículos, e leitores, instados nos pontos de parada. Ao passar por um ponto de parada, o Módulo inicia um processo de comunicação via GPRS, onde é informado ao servidor de aplicação que determinado veículo passou por aquele local naquele momento. O servidor de aplicação recebe os dados, e realiza o registro no Banco de Dados. Com essa centralização, os registros podem ser utilizados para emissão de relatórios, acompanhamento da frota, controle de pontualidade e consultas pontuais. A base de dados fica armazenada no mesmo servidor de aplicação ou em outro servidor que esteja, de preferência, na mesma rede interna. Em paralelo, o Módulo periodicamente faz uma requisição de estimativa de tempo de chegada do próximo veículo, de uma determinada linha, naquele ponto. Assim, inicia-se outro processo de comunicação via GPRS. O servidor recebe a requisição com os dados do ponto e linha, processa as informações, realizando o cálculo, e o repassa ao requerente. Ao receber a resposta com o tempo estimado para a chegada do próximo veículo, o Módulo disponibiliza essa estimativa no painel, para a visualização pelos passageiros. 4.1 Características do Projeto de Hardware O projeto é composto por um conjunto de dispositivos eletrônicos que se comunicam por meio de vários protocolos. As próximas seções detalham o funcionamento de cada um desses dispositivos Leitores RFID Para o protótipo, são utilizados os leitores RFID Innovations ID-20. Trata-se de um leitor para etiquetas passivas, de curto alcance, com frequência de operação de 125 khz, para leitura de cartões inteligentes ou etiquetas RFID compatíveis com o formato EM4001. O leitor citado acima possui saída de dados nos formatos Wiegand 26bit, Magnet Emulation e ASCII. O sistema em questão utiliza o formato ASCII, pois este pode ser convertido para o padrão RS-232, e o terminal possui bibliotecas e métodos que facilitam a operação com esse tipo de padrão.

23 22 Figura 4.2 Esquemático do circuito do RFID. Como é visto na Figura 4.1, o componente leitor RFID precisa ser conectado a circuito integrado MAX232, para converter os dados ASCII, que são enviados a nível TTL (Transistor-Transistor Logic) / CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductors), para o nível RS-232. Os leitores RFID ficam estrategicamente posicionados nos pontos de parada, para detectar a presença dos veículos nas proximidades Etiquetas RFID São utilizadas etiquetas RFID Akiyama CP/10, com chip GK4001, para a identificação dos veículos. Trata-se de etiquetas passivas com alcance máximo de 10 cm. Esse alcance é o suficiente para o desenvolvimento do protótipo, no entanto, as etiquetas ativas, que possuem alimentação própria, possuem alcance superior a 5 metros.

24 23 Figura 4.3 Etiquetas RFID em formato de disco. Como é visto na Figura 4.2, as etiquetas utilizadas possuem as bobinas nas bordas, em forma de disco, com o chip próximo ao centro. Possuem 3 cm de diâmetro e são adesivas Terminal Java TC65i O Terminal Java TC65i é um produto nacional produzido pela DuoDigit, que utiliza a tecnologia do módulo Cinterion TC65i. O módulo Cinterion TC65i, ilustrado na Figura 4.3, possui uma plataforma aberta, de alta performance, com uma poderosa plataforma Java. A Java Virtual Machine é executada em hardware embarcado, com o processador ARM9 e memória integrada. A grande vantagem do módulo TC65i, é a combinação da plataforma Java e processador, integrado a tecnologia GPRS, com pilha TCP/IP sobre comandos AT(attention), e uma série de interfaces industriais, tais como SPI, barramento I²C, conversor AD (Analógico-Digital) e DA (Digital-Analógico) e GPIOs (General Purpose Input/Output).

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