Dispositivos Sun SPOT, fabricados pela Oracle Corporation, são um tipo de tecnologia de Rede de Sensores Sem Fio, e se trata de um projeto que encoraja o desenvolvimento de novas aplicações e dispositivos; também conhecido como internet das coisas. Suas aplicações são desenvolvidas em Java para dispositivos embarcados. Estes dispositivos são equipados com sensores de umidade, temperatura, acelerômetro e ainda dispõem de pinos de entrada e saída analógica e digital para conexão de outros sensores. São alimentados por baterias de Íon, mas podem ser alimentados via conexão USB. Estes podem ser adquiridos no próprio site da empresa, inclusive existem versões acadêmica e profissional.
Uma rede de sensores sem fio é um tipo de rede formada por um conjunto de nós-sensores para monitoramento de fenômenos ambientais como temperatura, luminosidade, movimento, umidade, presença de fogo, produtos químicos, etc.; são utilizadas principalmente em ambientes de difícil acesso ou que apresentem algum risco à vida do ser humano. Nestas redes, os nós sensores coletam dados que são transmitidos ao nó coordenador da rede (conhecido como nó sorvedouro ou estação base) que, por sua vez, envia estes dados para um host ou outra rede por meio de um gateway. Estas redes fazem parte do subgrupo padrão WPAN (Wireless Personal Area Network), estabelecido pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (IEEE: 802 LAN/MAN STANDARDS COMMITTEE, 2013). Este subgrupo, denominado IEEE 802.15, define tecnologias wireless de curto alcance e baixa taxa de transmissão, conhecidos como: o padrão IEEE 802.15.1 (Bluetooth); IEEE 802.15.3 (UWB) e o IEEE 802.15.4, para as RSSF, conhecido como padrão LR-WPAN (Low Rate WPAN) (OLIVEIRA, 2009).
PADRÃO IEEE 802.15.4 PARA REDE DE SENSORES SEM FIO
Este padrão possui dois tipos de dispositivos para composição da rede: Full-Function Device (FFD), utilizados para sensoriamento e/ou escoamento de dados para um host ou outra rede; Reduce-Function Device (RFD), responsável pela coleta de dados e transmissão destes dados para o dispositivo FFD. Uma RSSF deve obrigatoriamente possuir, no mínimo, um dispositivo FFD e um ou vários dispositivos RFD’s. Ambos os tipos de dispositivos são constituídos pela camada física (PHY) e pela camada de enlace (MAC – Medium Acess Control). A camada de rede é estruturada de acordo com a tecnologia de RSSF utilizada como, por exemplo, o padrão ZigBee (IEEE 802.15.4, 2006).
Figura 1. Componentes de um nó-sensor. (CAYIRCI et al., 2002).
A Figura 1 ilustra os componentes de um nó-sensor. Como podem ser observados, tais componentes são organizados nas seguintes unidades:
- Unidade de Sensoriamento: composto pelo sensor que monitora o fenômeno e coleta dados. O ADC (conversor Analógico/Digital) é responsável pela conversão dos dados em Analógico/Digital;
- Unidade de Processamento: composta pelo processador e memória, onde ficam armazenados o Sistema Operacional (Ex: TinyOS) e a aplicação;
- Unidade de Transmissão: composto pelo transceptor e receptor que transmitem e recebem, respectivamente, as informações para o nó-sorvedouro por sinais de rádio.
- Unidade de Força: responsável pela alimentação da bateria, esta unidade pode estar ligada a uma unidade geradora de energia para realimentação;
- Módulo de Movimento: componente opcional utilizado para que o nó-sensor possa se movimentar pelo ambiente;
- Módulo de Posicionamento: componente opcional utilizado para mapear a localização geográfica do nó-sensor (CAYIRCI et al., 2002).
No entanto, devido a dificuldades para instalar e configurar o SDK do Sun SPOT, disponibilizo este tutorial para facilitar. Os pré-requisitos são JDK java, Apache Ant e NetBeans. Acompanhe o passo a passo para instalação.
1. Instale o JDK e configure as variáveis de ambiente:
a) JAVA_HOME: caminho do JDK. Ex: .;C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25 (Figura 2).
Figura 2. Variável de ambiente JAVA_HOME
b) JVMDLL: caminho de DLL do JVM. Ex: C:\Program Files\Java\jre7\bin\client\jvm.dll (Figura 3).
Figura 3. Variável de ambiente JVMDLL
c) Inserir na variável Path o caminho da pasta bin java e o caminho da variável JVMDLL. Ex: ;C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\bin; Ex: C:\Program Files\Java\jre7\bin\client\jvm.dll;
2. Instale o Apache Ant e configure as variáveis de ambiente:
a) ANT_HOME: caminho do Ant que deve estar na pasta raiz. Ex: .;C:\ant (Figura 4).
Figura 4. Variável de ambiente ANT_HOME
b) Inserir na variável Path o caminho da pasta bin do Ant. Ex: .;C:\ant\bin (Figura 5);
Figura 5. Inserção da pasta bin do Ant na variável Path
c)Verificar se foi instalado pelo prompt digitando: ant - version. Deve aparecer a seguinte expressão (Figura 6):
Figura 6. Execução do comando ant –version no prompt
d)Caso contrário siga a descrição em http://ant.apache.org/manual/install.html
3.Instalar qualquer versão Netbeans, de preferência a mais nova;
4.Executar o instalador do SDK SunSPOT disponível no link: http://www.sunspotworld.com/SPOTManager/index.html
5.Seguir as recomendações abaixo e que também estão disponíveis no tutorial: http://www.sunspotworld.com/GettingStarted/WinXP.html
a)Primeiramente ele pede para executar o instalador SunSPOT como administrador. A instalação possui passos para verificação e validação (Figura 7);
Figura 7. Permissão para executar o instalador
O instalador vai lhe encaminhar para seguir os seus passos para configurar e instalar. Primeiro ele pede para instalar o SDK Java (Figura 8). Caso já tenha instalado avance (Figura 9). Em alguns casos, o instalador reconhece o JDK instalado e avança (Figura 10).
Figura 8. Permissão para instalar o JDK
Figura 9. Notifica que já existe JDK instalado e pede para reinstalar
Figura 10. Finaliza instalação do JDK
O próximo passo é instalar o Netbeans. Caso já esteja instalado, ignore (Figura 11).
Figura 11. Nofiticação para instalar o Netbeans
b)Depois ele pede para instalar o Apache Ant. Caso já esteja instalado ignore. É altamente recomendável instalar o Apache Ant manualmente, pois o instalador SunSPOT as vezes não consegue achar o Apache Ant para download no domínio (Figura 12).
Figura 12. Notificação para instalar o Ant
c)Por último ele pede para instalar os módulos SunSPOT no Netbeans (Figura 13).
Figura 13. Permissão para instalar módulos SunSPOT no Netbeans
d) Após ele vai baixar o SDK do domínio e instalar na máquina no diretório especificado (Figura 14);
Figura 14. Notificar diretório de instalação
e) Após isto, o instalador mostra uma atenção quanto aos variáveis de ambientes para o emulador. Clique em Continue (Figura 15);
Figura 15. Notificação sobre variáveis de ambiente
f)Após este passo, ele irá baixar e instalar o SDK (Figura 16);
Figura 16. Download e instalação do SDK SunSPOT
Por último ele instala os módulos no Netbeans (Figura 17).
Figura 17. Download e instalação dos módulos
g) Após todos estes procedimentos finalize o instalador e reinicie o computador.
h) Após reiniciar, os próximos passos é configurar drivers para conectar os dispositivos SunSPOT ao computador. Caso não possua os dispositivos ignore.
Bem pessoal espero que tenham gostado do artigo, qualquer dúvida quanto ao processo de instalação podem entrar em contato comigo. Mais informações sobre os dispositivos SunSPOT no site próprio: http://www.sunspotworld.com/ ou no site da Oracle Corporation.
REFERÊNCIAS
APACHE ANT. The Apache Ant Project. Disponível em: <http://ant.apache.org/>.
CAYIRCI, E. et al. A survey on sensor networks. IEEE Communications Magazine, v. 02, p. 102–114, 2002.
IEEE 802.15.4. Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Personal Area Networks (WPANs)IEEE Computer Society, , 2006. . Acesso em: 5 mar. 2013
IEEE: 802 LAN/MAN STANDARDS COMMITTEE. IEEE: 802 LAN/MAN Standards Committee. Disponível em: <http://www.ieee802.org>. Acesso em: 5 fev. 2013.
NETBEANS. NetBeans IDE - The Smarter and Faster Way to Code. Disponível em: <https://netbeans.org/>. Acesso em: 22 ago. 2013.
ORACLE CORPORATION. Sun SPOT World - Program the world! Disponível em: <http://www.sunspotworld.com/>. Acesso em: 8 jul. 2013.
ORACLE CORPORATION. Java e você, faça download hoje. Disponível em: <http://www.java.com/pt_BR/>. Acesso em: 16 ago. 2013.
