ArtigoAutomacaoResidencial 3.0 finalizado

MODELO DE AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL CONTROLADA
REMOTAMENTE POR DISPOSITIVO ANDROID, COM
ACOMPANHAMENTO ON-LINE VIA WEB
A MODEL FOR REMOTE HOME AUTOMATION BY ANDROID AND ON-LINE CHECKING
THROUGH THE WEB
SILVA, Douglas André P. Da
SANTOS, Douglas Santana dos
SILVA, Felipe Lino da
SILVA, José Eduardo da
SANTOS, Jonas Vieira dos
CERQUEIRA, Pedro Henrique
RESUMO
Este projeto apresenta um aplicativo para automação residencial, controlando as
luzes, persianas, ar condicionado, alarmes, câmeras e televisão. Proporcionando
maior comodidade ao usuário, permitindo-lhe realizar uma determinada função,
independente de estar na residência ou não. Para que o usuário possa visualizar o
correto funcionamento do sistema, as cenas do ambiente serão visualizadas pelo
usuário, através de um aplicativo web, que captura as imagens da residência,
através de câmeras posicionadas em determinados locais da casa.
Palavras-chave: Automação residencial, Android, sistema virtualizado.
ABSTRACT
This project introduces an application to home automation, controlling lights, blinds, air conditioning,
alarms, cameras and television. Providing greater convenience to the user, allowing you to perform a
certain function, independent living at home or not. So that the user can view the correct functioning of
the system, the scenes of the environment will be viewed by the user through a web application that
captures images from the residence through cameras positioned in certain places of the house.
Keywords: Home automation, Android, virtualization.
INTRODUÇÃO
A automação residencial não é um campo novo no ramo da tecnologia,
entretanto, a melhoria dos dispositivos móveis, como Tablets e telefones celulares
abriu uma nova possibilidade para a automação.
Como apresentado por [1], há várias soluções que já estão disponíveis e que
podem ser adquiridas por qualquer usuário, e que funcionam satisfatoriamente. A
2
partir do modelo apresentado por [2], em que um sistema de automação é
controlado pela web, permitindo que o usuário pudesse controlar remotamente a
automação de sua residência, pensou-se na possibilidade de incrementar esse
acesso remoto via um dispositivo móvel, e usar a web para que o usuário possa
verificar se a função que ele inicializou, realmente foi concluída pelo sistema.
Assim, mantendo a proposição apresentada por [2]:
1. Uma maneira fácil e genérica para configurar um sistema de
automação para uma residência, tendo em conta suas
particularidades físicas e o tipo de funcionalidade exigida (a
partir do qual podemos derivar o número eo tipo de
dispositivos de controle);
2. A interação com um ou mais sistemas de controle de casa
(cada uma, por exemplo, cobrindo um funcional específico
área, tais como iluminação, ar-condicionado, segurança, etc)
em forma global e independente de seu fabricante e da
tecnologia utilizada;
3. Acesso local e remoto para a casa usando uma interface
única e global, baseada em um navegador da web e usando
o padrão Internet tecnologias;
4. Interface de usuário simples e intuitiva, adequada às
necessidades dos moradores da residência, mesmo que eles
não tenham conhecimentos específicos em tecnologia, por
meio de um modelo simples de programação para definir o
comportamento da casa.
E com o aumento de usuários de dispositivos móveis com Android, optou-se
por usar um telefone celular como controle para a aplicação, uma vez que se supõe
que o dono do aparelho esteja bastante acostumado com ele, e uma interface
simples lhe poderia ser bastante útil.
Então, uma vez que o sistema receba os comandos emitidos pelo dispositivo
móvel, ele pode realizar a função desejada, e confirmar num servidor residencial se
a função foi finalizada. Uma vez que ela tenha sido completada, um sistema
virtualizado pode apresentar na web como a casa se encontra, após as funções
terem sido realizadas.
MATERIAL E MÉTODOS
Para o projeto, foi escolhido o Android como sistema operacional para os
dispositivos móveis, por ser um sistema operacional baseado no
Linux,
3
desenvolvido pela Open Handset Alliance, liderada pelo Google, e com uso bastante
difundido no mercado. Além disso, o Android permite aos desenvolvedores
escrevere software na linguagem de programação Java, controlando o dispositivo
via bibliotecas desenvolvidas pela Google, como interações com redes de
comunicação, pó Wi-Fi, Blutooth, etc, banco de dados SQLite), etc...
Ao mesmo tempo, optou-se por uma casa virtualizada, devido ao tempo
disponível para a execução do projeto, em torno de 4 meses, uma vez que a
implantação de câmeras, sensores, controles e redes de comunicação, bem como
os demais equipamentos de informática, demandaria muito tempo para instalar, e
poderia inviabilizar o desenvolvimento do modelo proposto na Figura 1.
Figura 1: Diagrama funcional do projeto.
De acordo com a Figura 1, o sistema é baseado em um servidor central. Que
controlas as funções automatizadas da casa virtualizada, e que verifica se as
funções foram realizadas ou não. Essas informação são gravadas numa base de
dados.
A base de dados foi feita usando o MySQL, por ser gratuito e ter um
processamento mais leve, se comparado a outras ferramentas disponíveis no
mercado.
A virtualização da casa pode ser acompanhada através de um aplicativo web,
que foi inicialmente desenvolvido em PHP, e posteriormente portado para o Java,
4
devido a requisitos de conclusão do curso. A seleção de uma aplicação web se deve
ao fato de que a interface de usuário, que apresenta o funcionamento do aplicativo,
fica independente de plataforma, e livre da necessidade de um cliente específico a
um sistema operacional.
O sistema virtualizado foi desenvolvido em Flash, e usa as informações
armazenadas no banco de dados.
DESENVOLVIMENTO
Para implementar o sistema proposto na Fiura 1, foram elaboradas as
premissas e
as restrições citadas a seguir, e os casos de uso da Figura 2
demonstram como as funcionalidades do sistema interagem com seus úsuarios.
Assim, são premissas do projeto:
1. Autenticação: Cada usuário deverá ter seu próprio login e senha para
acessar o aplicativo.
2. Funcionalidade: O aparelho deverá ter conectividade com a internet,
com isso o usuário poderá controlar de qualquer lugar que tenha
acesso à rede.
3. Atualização: O usuário receberá uma notificação sobre uma suposta
atualização, onde poderá optar em aceitar ou não. Aceitando, o
aplicativo efetuará melhorias. Não aceitando, o usuário não usufruirá
do mesmo desempenho do atualizado.
4. Histórico: O aplicativo possibilitará a gravação de todas as ações
efetuadas no mesmo, como autor, local da casa, data e hora; fazendo
com que o usuário possua um relatório mais preciso e objetivo das
ações realizadas na sua casa.
5. Vulnerabilidade: Na falta de energia na casa, o sistema não estará
habilitado a tratar / informar esse tipo de erro, pois o mesmo continuará
em execução no aparelho, mas sem alterar nenhum status na casa.
6. Segurança: Em caso de roubo do aparelho, não haverá preocupações
em relação ao controle da casa, pois a aplicação solicita login e senha,
não sendo possível a gravação dos mesmos no aparelho.
5
As restrições são:
1. Autenticação: não poderá ter usuários duplicados.
2. Rede: aplicativo deve funcionar com acesso à rede internet para
visualizar a casa virtualizada.
3. Acesso: no dispositivo móvel, o usuário deverá está logado para
acessar o menu de opções para ativar uma determinada função.
4. Novos aparelhos: caso o usuário necessite realizar comandos em
novos aparelhos de sua residência, o mesmo deverá entrar em contato
com o desenvolvedor para aquisição da nova funcionalidade e
atualização da versão.
Figura 2: Diagrama de Caso de uso do projeto
As funcionalidades apresentadas no diagrama de casos de uso da Figura 2
podem ser acessadas através do menu de opções apresentado na Figura 3, que
mostra a funcionalidade um botão para acessar cada função de automação que
pode ser acessada.
6
Figura 3: Menu Principal
Figura 4: Controle de Luzes
Como exemplo dos controles que o usuário pode executar em sua automação
residencial, o menu apresentado na Figura 4 mostra que ele pode manter as luzes
desligadas, ou em 50% de luminosidade, ou em 100%, conforme sua preferência.
Ou exemplo, é o menu apresentado na Figura 5, onde o usuário pode determinar
7
qual o canal que ele quer assistir, e qual o nível de volume que seu aparelho de
televisão deve ter, quando ela for ligada.
Figura 5: Controle de TV
RESULTADO
Ao término do projeto, foi desenvolvido e apresentado um software que permite
controlar funções automatizadas de uma residência, a partir de um dispositivo
móvel.
Para facilitar o desenvolvimento deste sistema, optou-se por não usar uma
instalação real, mas simulada através de uma rede de comunicação de dados, que
permitisse comprovar a validade do modelo apresentado pela Figura 1. Por essa
razão, também se optou por não disponibilizar o software do dispositivo Android
através do Google Play, uma vez que o sistema controla um ambiente simulado, e
não real.
8
A versão inicial do aplicativo web foi desenvolvida em PHP, mas isso
apresentou algumas limitações sobre a demonstração da casa virtualizada. Assim,
optou-se pelo desenvolvimento usando Java, que permite uma aplicação mais
robusta, e que interage mais facilmente com o software instalado no dispositivo
móvel.
Assim, chegou-se à conclusão de que desenvolver todo o sistema em Java
poderia facilitar o desenvolvimento comercial desse aplicativo, pois o mesmo pode
ser implantado com o hardware open source conhecido como Arduino, que pode ser
acionado tanto por comandos enviados via Bluetooth, quanto por comandos
recebidos pela Ethernet. Essas conexões, também permitem que o aplicativo envie
comandos para os vários hardwares usados no controle das funções automatizadas
da residência.
CONCLUSÃO
Com o aumento do uso de dispositivos móveis, principalmente com Android,
optou-se por usar um telefone celular com o Android para controlar o sistema, pois
se supõe que o dono do aparelho esteja bastante acostumado com ele, e uma
interface simples lhe poderia ser bastante útil.
Para um trabalho totalmente comercial, ficou demonstrado pelo aplicativo, que
ele pode ser implementado através de hardware específico, e que além disso, por
exemplo, é possível aumentar a segurança com leitura biométrica antes de acessar
o sistema para controle da casa e os comados acionados.
.
REFERÊNCIAS
1. Tom, M.; Sitte, J., "Family System: A Reference Model for Developing Home
Automation Applications," Systems, Man and Cybernetics, 2006. SMC '06.
IEEE International Conference on , vol.1, no., pp.32,37, 8-11 Oct. 2006
2. Nunes, R.J.C.; Delgado, J.C.M., "An Internet application for home
automation," Electrotechnical Conference, 2000. MELECON 2000. 10th
Mediterranean , vol.1, no., pp.298,301 vol.1, 2000