IEEE Software Requirements Specification Template

Análise Tecnológica
2012-01-03
Nome de ficheiro: D1.2-Be.Aware-Analise Tecnologica_v0.5.docx
Documento: D1.2 Análise Tecnológica
Versão: 0.5
Classificação: <...>
Número do contrato do projecto:
Data de início do projecto: 1 de Janeiro, 2011
Duração: 36 meses
Coordenador do projecto: <...>
Co-Promotores: <...>
Parceiros: <...>
Responsável pelo documento: INOVA+, Sa
Website do projecto<...>
<Nome do Documento>
Índice
1. Introdução .......................................................................................................................... 1
1.1
Objectivos ........................................................................................................................................ 1
1.2
Audiência Alvo e Leituras Sugeridas ........................................................................................... 1
1.3
Abrangência do Produto .............................................................................................................. 1
1.4
Referências ...................................................................................................................................... 1
2. Descrição Geral ................................................................................................................. 1
2.1
Perspectiva Geral ........................................................................................................................... 1
2.2
Sistema de Base de Dados ........................................................................................................... 1
2.3
Sistema de Localização em Redes Wi-Fi e ZigBee ................................................................... 2
2.3.1
Exemplo de uma TAG ZigBee: CrossBow TELOSB/TMote Sky.................................................. 4
2.4
Interface com o Sistema Hepic ................................................................................................... 6
2.5
Interfaces com Utilizador em Aplicações Web e Dispositivos Móveis ................................. 7
2.6
Interface de Interoperabilidade com a plataforma WE.CAN .............................................. 8
3. Apêndice A: Glossário .................................................................................................... 10
Página ii
<Nome do Documento>
Índice de figuras
Figura 1.1 – Exemplo de utilização de uma imagem .............................. Error! Bookmark not defined.
Índice de tabelas
Tabela
3.1
–
Exemplo
de
uma
tabela:.....................................................................................................Error! Bookmark not defined.
Histórico de Revisões
Nome
Data
Razão para a Alteração
Versão
Filipe Oliveira
2011-11-10
Criação do documento
V0.1
Filipe Oliveira
2011-11-17
Revisão
V0.2
Bruno Lemos
2011-11-22
Revisão
V0.3
Filipe Oliveira
2011-12-12
Revisão
V0.4
Filipe Oliveira
2012-01-03
Revisão
V0.5
Página iii
<Nome do Documento>
1.
Introdução
1.1
Objectivos
<Utilizar o estilo “body text” nesta zona de texto>.
1.2
Audiência Alvo e Leituras Sugeridas
[1] www.first-global.com/pt/Documents/First_hepic.pdf
1.3
Abrangência do Produto
< perfil do produto, possíveis utilizadores....>
1.4
Referências
< Por exemplo: “Proposta do projecto – PPS1_One_Stop_Transport.xls”>
2.
Descrição Geral
2.1
Perspectiva Geral
A solução be.aware é uma plataforma para monitorização e controlo de infecções e unidades de
saúde, sendo composta por diversos sistemas que interligados compõem a solução em desenvolvimento.
Deste modo irei abordar cada sistema independentemente, desde o sistema de gestão de base de dados,
sistema de localização em redes Wi-Fi e ZigBee, interface com o sistema Hepic, o sistema We.Can e o sistema
de interface com o utilizador em aplicações web e dispositivos móveis.
2.2
Sistema de Base de Dados
Um dos pontos vitais do projecto é a recolha de informação e como ela se relaciona. Para isso existe
a necessidade de desenvolver mecanismos assentes em tecnologias que nos permitem garantir a
integridade, confidencialidade e disponibilidade dos dados. As bases de dados SQL implementam
mecanismos que restringem ou permitem acessos aos dados de acordo com regras de privilégios definidas
pelo administrador.
Página 1
<Nome do Documento>
A plataforma be.aware exige o armazenamento de uma grande quantidade de dados ao longo da
sua operação e a integração de dados de vários sistemas, sendo necessário o uso de um sistema de gestão
de base de dados distribuídos do tipo heterogéneo que possibilita o uso de uma interface diferente para
cada nó como podemos ver na Figura 2.1.
Figura 2.1: Arquitectura Banco de Dados Distribuído
A vantagem do uso deste sistema é a facilidade na expansão do sistema aumenta-se a capacidade
de processamento e de armazenamento. Outra vantagem é em relação ao custo que é inferior adquirir
sistemas usando computadores menores com capacidade equivalente a uma única máquina de grande
porte.
As desvantagens encontradas nestes sistemas de terem a base de dados fragmentadas é conseguir
ter uma óptima distribuição desses fragmentos, decidir uma estratégia para a execução das consultas
através da rede e a sincronização de acessos para que a integridade da BD seja mantida.
Perante este cenário existem várias tecnologias de banco de dados que poderão ser usadas para o
desenvolvimento deste projecto. Sendo um sistema distribuído não se torna necessário o uso de apenas um
tipo de base de dados, mas sim usar qual deles se adapta melhor a cada cenário. Existem vários sistemas de
gestão de base de dados no mercado, sendo os principais o mysql, sqlserver e o oracle.
2.3
Sistema de Localização em Redes Wi-Fi e ZigBee
A plataforma utilizará um sistema de localização usando a tecnologia de redes Wi-Fi e/ou
ZigBee. O projecto tem como base o sistema de rádio comunicações local (Wireless Local Area
Network, WLAN) em que cada pessoa ou bem a ser localizado deve transportar no mínimo uma
tag e estas irão comunicar com uma estrutura fixa possibilitando o conhecimento da localização.
Página 2
<Nome do Documento>
A detecção da posição pode ser do tipo distribuída, em que cada tag determina a sua
própria posição ou centralizada, nesta situação a posição de cada tag é determinada num único
ponto ou centro de controlo.
As tags serão transportadas por pessoas e equipamentos, e serão detectados por um
conjunto de nós fixos, que utilizam comunicação sem fios para os identificar e localizar. Existirá um
módulo de comunicações que faz a interface entre a rede de posicionamento e um módulo de
controlo que actuará como uma caixa negra interligando os vários componentes do sistema
através de uma rede IP interna e de acesso à internet.
Assim o nosso sistema de localização será composto pelo gestor de rede de
posicionamento (de Nós/Tags) e pela rede de Nós/Tags.
O gestor de rede de posicionamento funcionará como um servidor de TCP/IP, actuando
como escravo do módulo de controlo não efectuando qualquer processamento enquanto não
houver conexão ou não for efectuado um pedido.
A rede de Nós/Tags terá a seguinte composição:

Composição Nós
Cada nó poderá ser composto por uma “caixa” com sistema de fixação permanente
onde estarão incluídos:


Rádio

Antena

Microcontrolador sem/com watchdog

Conversão de tensões

Caixa
Composição Tags
Cada tag poderá ser composta por uma “caixa” com sistema de fixação permanente
onde estarão incluídos;

Um rádio

Antena
Página 3
<Nome do Documento>

Bateria

Micro controlador ;

I/O analógico e digital

Acesso a um “bus” de expansão

Conversão de tensões
Figura 2.2 Composição da TAG
2.3.1 Exemplo de uma TAG ZigBee: CrossBow TELOSB/TMote Sky
Tmote Sky é uma plataforma de motes para redes de sensores de muito baixo consumo, e
grande transferência de dados. Tem integrado sensores, rádio compatível com as normas IEEE
802.15.4, antena, micro controlador e a capacidade de ser programada.
Esta possui uma controladora USB da FTDI para comunicar com o computador
(hospedeiro). O rádio é controlado pelo micro controlador através da porta SPI e este pode ser
desligado para operar em baixo consumo.
A antena interna é do tipo omnidireccional que permite obter um alcance até 50 metros
em ambientes fechados (com obstáculos, por exemplo, dentro de um edifício) e até 125 metros
em ambientes abertos (sem obstáculos, por exemplo, ao ar livre e sem barreiras).
Página 4
<Nome do Documento>
Figura 2.3 Descrição da arquitectura de uma Tmote Sky
As principais características da Tmote sky são:

Transceptor sem fios Chipcon IEEE 802.15.4 2.4GHz 250kbps;

Interoperabilidade com outros dispositivos IEEE 802.15.4;

Microcontrolador 8MHz Texas Instruments MSP430 F1611 (10k RAM, 48k Flash, 16-bit RISC);

Controlador Integrado ADC, DAC, Supervisor de Voltagem, e Controladora DMA;

Antena integrada na placa com alcance de 50m em espaço fechado / 125m em espaço
aberto;

Sensores integrados de Humidade, Temperatura, e Luz (opcionais);

Consumo de corrente muito baixa;

Acordar rápido a partir do estado adormecido 6µs.

Cifragem (AES-128 bits) e autenticação providos pela camada de ligação em hardware;

Programação e colecta de dados via USB;

16 pinos de expansão e conector de antena SMA (opcional);

O sensor de temperatura está em conformidade com as normas FCC Part 15 e indústria do
Canada.
O sensor de humidade/temperatura é fabricado pela Sensiron AG, produzido usando um
CMOS acoplado a um conversor 14-bit A/D. Os coeficientes de calibração são guardados na
EEPROM na placa do sensor. A precisão de temperatura é ±0.5 °C.
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<Nome do Documento>
2.4
Interface com o Sistema Hepic
O software Hepic [1] é um sistema de informação para controlo de infecção hospitalar.
Este sistema oferece a possibilidade de parametrizar e monitorizar, nomeadamente ao nível de:
Estudos permanentes

Infecções nas unidades de diálise

Helic UCI

Helics cirurgia

Infecções na UCIN

Infecções nosocomiais da corrente sanguínea
Estudos Ocasionais

Prevalência da infecção nos Hospitais

Estudos de incidência de pneumonia nosocomial

Estudos de incidência de infecção Urinária
Alertas

Multirresistências

Microrganismos de comunicação obrigatória

Microrganismos com critérios especiais de resistência

Administração de antibióticos pré-sinalizados pela CCI

Eventos Sentinela

Detecção de surtos
Risco de infecção

Cálculo em tempo real do índice de risco de infecção dos doentes internados

Projecção da taxa de infecção baseada em factores de risco
Permite a interacção com o laboratório de microbiologia, farmácia hospitalar, registos de
enfermagem e HIS, aglomerando todos os dados em um sistema central, permite receber alertas e
produzir dados estatísticos em tempo real. Outra característica do sistema é permitir a gestão da
informação por uma interface web.
Na Figura 2.2 está representada a arquitectura do sistema Hepic.
Página 6
<Nome do Documento>
Figura 2.2: Arquitectura do sistema Hepic[1]
Devido à flexibilidade do integrador (HDI) utilizado pelo Hepic, o este e capaz de integrar
com os outros sistemas através dos principais protocolos usados no sector da Saúde. Destacam-se:
- HL7
- DICOM
- Web Services (SOAP)
- Bases de Dados (Oracle, SQL Server, MySQL, etc.)
2.5 Interfaces com Utilizador em Aplicações Web e Dispositivos
Móveis
A plataforma é apoiada por uma interface em dispositivos móveis e aplicações web que
permite visualizar a relação de dados entre os vários sistemas (Hepic, Sistema de Localização,
camada de abstracção e WE.CAN). Torna-se possível aceder à informação recolhida pelos
sistemas de informação hospitalar (laboratório de microbiologia, farmácia hospitalar, registos de
enfermagem e HIS) e localizar ou mapear qualquer pessoa ou utente numa unidade hospitalar.
Página 7
<Nome do Documento>
A base de desenvolvimento é a Framework .Net, uma solução da empresa Microsoft que tem
como objetivo criar uma plataforma única para desenvolvimento e execução de sistemas e
aplicações. Todo e qualquer código gerado para .NET, pode ser executado em qualquer
dispositivo ou plataforma que possua uma framework .NET
ASP.NET é uma linguagem de desenvolvimento para aplicações web disponibilizada pela
Microsoft que permite aos programadores construir páginas dinâmicas, aplicações e serviços web.
Lançado em 2002, é a sucessora da tecnologia Active Server Pages (ASP). Tal como as restantes
linguagens .NET, ASP.NET é desenvolvido sobre o Common Language Runtime (CLR), permitindo
assim aos programadores escrever código sem ter de levar em consideração o hardware onde
será executado.
Um dos padrões de maior importância a utilizar no desenvolvimento do projecto é o
padrão
Model-View-Controller.
Utilizando
este
padrão
conseguimos
separar
quase
completamente a lógica de negócio, o acesso à base de dados e a apresentação de dados.
Assim se for necessário modificar alguma coisa relativo a uma das entidades, escusa-se de
modificar o resto.
Model-View-Controller é um padrão de arquitectura utilizado em Engenharia de Software.
O uso correcto deste padrão isola a lógica de negócio da interface do utilizador, resultando numa
aplicação onde é fácil modificar tanto a aparência como as regras de negócio sem uma afectar
a outra. No MVC, Model representa a informação (dados) da aplicação, View representa
elementos da interface do utilizador tais como texto, items de checkboxes entre outros e Controller
gere a comunicação de dados entre a lógica de negócio utilizada para manipular dados do
modelo.
Castle Project (ou apenas Castle) é uma framework "open source" para a plataforma .NET
cujo objectivo é simplificar o desenvolvimento de aplicações tanto para web como para
empresas. Com um conjunto de ferramentas e possível integração com outros projetos "open
source", Castle ajuda a produzir mais com menos linhas de código e em menos tempo.
Uma das ferramentas é o Castle ActiveRecord, uma implementação do padrão
ActiveRecord para .NET, que consiste em instanciar propriedades que representam um registo na
base de dados.
2.6
Interface de Interoperabilidade com a plataforma WE.CAN
A inclusão na plataforma We.Can tem como objectivo a capacidade de comunicar e
troca de informação com outros profissionais de saúde, unidades hospitalares e cidadãos em
geral.
Página 8
<Nome do Documento>
Os registos estatísticos partilhados permitem a realização de estudos incentivando a
aplicação de novas estratégias de segurança contribuindo para diminuição do número de
contágios.
A base de desenvolvimento é a Framework .Net, uma solução da empresa Microsoft que
tem como objectivo criar uma plataforma única para desenvolvimento e execução de sistemas e
aplicações.
O
ASP.NET
é
uma
linguagem
de
desenvolvimento
para
aplicações
web
disponibilizada pela Microsoft que permite aos programadores construir páginas dinâmicas,
aplicações e serviços web. Tal como as restantes linguagens .NET, o ASP.NET é construída sobre o
Common Language Runtime (CLR), permitindo assim aos programadores escrever código sem ter
de levar em consideração o hardware onde será executado.
Um dos padrões de maior importância a utilizar no desenvolvimento do projecto é o
padrão Model-View-Controller que é um padrão de arquitectura utilizado em Engenharia de
Software. O uso correcto deste padrão isola a lógica de negócio da interface do utilizador,
resultando numa aplicação onde é fácil modificar tanto a aparência como as regras de negócio
sem uma afectar a outra.
Castle Project (ou apenas Castle) é uma framework "open source" para a plataforma .NET
cujo objectivo é simplificar o desenvolvimento de aplicações tanto para web como para
empresas. Com um conjunto de ferramentas e possível integração com outros projectos "open
source", Castle ajuda a produzir mais com menos linhas de código e em menos tempo.
Página 9
<Nome do Documento>
3.
Apêndice A: Glossário
BD – Base de Dados
WLAN – Wireless Local Area Network
TCP/IP – Transmission Control Protocol by IP
I/O – Input and Output
USB – Universal Serial Bus
FTDI – Future Technology Device International
SPI – Serial Peripheral Interface
ADC – Analog to Digital Converter
DAC – Digital to Analog Converter
DMA – Direct Memory Access
UCI – Unidade de Controlo de Infecção
CCI – Comissão de Controlo Infecção
HL7 – Health Level Seven International
DICOM – The Digital Imaging and Communication in Medicine
SOAP – Simple Object Access Protocol
CLR – Common Language Runtime
Página 10