Monitorización y gestión de una red de sensores inteligentes: aplicación móvil

Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Informàtica Universitat Politècnica de València Monitorización y gestión de una red de sensores inteligentes: aplicación móvil Trabajo Final de Grado Grado en Ingeniería Informática Autor: Sergio Guijarro Carcelén Director: Jose Luis Poza Luján Co-Director: Juan Luis Posadas Yagüe Curso 14/15 Resumen Este proyecto presenta una aplicación móvil basada en Android para la gestión de un sistema de sensores y actuadores. Un sistema de sensores y actuadores hace referencia a una serie de dispositivos que están conectados a un servidor, dichos dispositivos, disponen internamente tanto de sensores (para tomar distintos tipos de medidas del entorno) como de actuadores (para interactuar sobre el entorno). La aplicación proporciona la capacidad para poder acceder a los sensores y actuadores, de manera que se ven las medidas almacenadas ó que está tomando un sensor en el instante, asimismo como enviar órdenes a un actuador (por ejemplo: encender una luz o emitir un sonido). La aplicación evita la dependencia de accesorios que otras aplicaciones del sector tienen, ya que, está preparado para montar dispositivos propios de bajo coste. De esta forma, disponer de un solo dispositivo que cumpla con toda la recogida de información que se necesita, o bien, tantos como sean necesarios para tener todo el entorno monitorizado y controlado. Todo ello a partir de unas interfaces sencillas y fáciles de manejar para, de esta forma, controlar el sistema eficientemente desde el dispositivo móvil. Palabras clave: sensor, actuador, dispositivo inteligente, dispositivo móvil, monitorización, control, Internet de las cosas, Android Abstract This project presents a mobile application that is based on Android for management of a smart sensors and actuators network. A sensor and actuator system refers to many devices that are connected to a server; such devices have internally both sensors (in order to measure different values from the environment) and actuators (in order to interact on the environment). The app gives the capability to access the sensors and actuators in a way that the measurements stored or the ones a sensor is taking at the moment can be seen, as well as send orders to an actuator (such as switching on a light or producing a sound). The app prevents the reliance of accessories that others apps have because it is prepared for designing its own low-cost devices. Thus, it is possible to have just one device for all the information required or as many as it i s necessary to have the whole environment tracked and controlled. All this is carried out through simple and easy-to-use interfaces so that the user can manage the whole system from the mobile device in an efficient way. Keywords: sensor, actuator, smart device, mobile device, monitorization, control, Internet of Things, Internet, Android Índice general Lista de figuras 2 Lista de tablas 3 1. Introducción 4 1.1. Contexto, entorno (motivación) . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2. Objetivos ............................. 5 1.3. Descripción del documento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2. Estudio del entorno 7 2.1. Introducción............................ 7 2.2. Sistemassimilares......................... 7 2.2.1. SensorKit......................... 7 2.2.2. Sensor Network for LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2.3. Wireless sensor networks . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2.4. Wireless sensor location . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.5. Sensores multiherramienta . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.6. SensorEx ......................... 10 2.2.7. Sensors........................... 10 2.2.8. EMXSensors ....................... 11 2.2.9. Wally - Home Sensor Network . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2.10. Buscar mi iPhone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2.11.WeMo ........................... 12 2.2.12.Nest ............................ 13 2.2.13. Home Network System . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.2.14. Enviromux-xD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.2.15.FarmLogix1........................ 15 2.2.16. My Weather Station II . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2.17. Bluetooth Smart Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.18.BlueSense ......................... 16 2.2.19.SmartBarn ........................ 16 1 Índice general Índice general 2.2.20.SnapSwitch........................ 16 2.2.21.HomeWizard ....................... 16 2.2.22. SmartThings Mobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.23. Band Sensor Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.2.24. INSTEON for Hub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2.25.SmartHome........................ 18 2.2.26.IQONTROL........................ 19 2.2.27. Home Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2.28.ILoveLamp........................ 20 2.3. Análisis .............................. 20 2.3.1. Exposición de características . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.3.2. Análisis detallado de las características de las aplicaciones ........................... 22 2.3.3. Análisis de funcionalidades . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.4. Síntesis............................... 29 2.5. Conclusiones............................ 30 3. Especificación de requisitos 31 3.1. Introducción............................ 31 3.2. Definiciones ............................ 31 3.3. Requisitos funcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3.1. Listado Dispositivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3.2. Listado de Sensores de un Dispositivo . . . . . . . . . . 32 3.3.3. Listado de Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3.4. Listado Actuadores de un Dispositivo . . . . . . . . . . 33 3.3.5. Listado Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3.6. Getión Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3.7. Gestión Actuador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3.8. Diseño........................... 34 3.3.9. Requisitos de usuario y tecnológicos . . . . . . . . . . . 34 4. Diseño del sistema 35 4.1. Introducción............................ 35 4.2. Especificación conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.3. Especificación formal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3.1. Capa persistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3.2. Capa negocio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4.3.3. Capa presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.4. Conclusiones............................ 46 2 Índice general Índice general 5. Implementación e implantación 47 5.1. Introducción............................ 47 5.2. Implementación.......................... 47 5.2.1. Capa persistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.2.2. Capa negocio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.2.3. Capa presentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.3. Evaluación............................. 55 5.4. Implantación ........................... 56 5.5. Conclusiones............................ 57 6. Conclusiones 58 6.1. Dificultades encontradas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.2. Aportaciones ........................... 59 6.3. Ampliaciones ........................... 59 7. Referencias 60 3 Índice de figuras 2.1. Sensor Network For LabVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2. Wireless Sensor Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3. SensorEx ............................. 10 2.4. Wally ............................... 11 2.5. BuscarmiiPhone......................... 12 2.6. WeMo ............................... 13 2.7. Nest ................................ 14 2.8. My Weather Station II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.9. HomeWizard ........................... 17 2.10. Band Sensor Monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.11.IQONTROL............................ 19 2.12.Preciosapps............................ 23 2.13. Tiempo medio actualización por Sistema Operativo . . . . . . 23 2.14. Tiempo medio hasta actualización . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.15. Idiomas aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.16. Aprendizaje manejo app . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.17.Aparienciaapp .......................... 27 2.18.Usabilidadapp .......................... 28 2.19. Variedad Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.1. Diagrama conceptual 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2. Diagrama conceptual 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.3. Diagrama conceptual 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.4. Casosdeuso............................ 39 4.5. Mockup de Inicio de la aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.6. Mockup de Listado Dispositivos . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.7. Mockup de Listado Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.8. GestiónSensor .......................... 43 4.9. Listado Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.10.GestiónActuador......................... 45 4.11. Pantalla Información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4 Índice de figuras Índice de figuras 5.1. JSON lista de Dispositivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.2. JSON lista de Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.3. JSON lista de Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.4. JSON Dispositivo completo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 5.5. Código .java Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.6. Captura pantalla de Inicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 5.7. Captura pantalla de Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.8. Captura pantalla de Actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.9. Captura pantalla de Información . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5.10. Captura pantalla de Ajustes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.11. Ajustes orígenes desconocidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5 Índice de tablas 2.1. Exposición características de las aplicaciones analizadas 1 . . . 21 2.2. Exposición características de las aplicaciones analizadas 2 . . . 22 2.3. Análisis de funcionalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 6 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares 2.2.6. Sensor Ex Este sistema está desarrollado por TarCo y necesita de un sistema operativo Android, como mínimo en la versión 2.2. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.6.4 la cual data de la fecha 6 de Febrero de 2013. Sólo está disponible en inglés y no permite la utilización de sensores externos. La aplicación sirve para la recogida de datos de los sensores del dispositivo móvil y los envía mediante WiFi al ordenador. Figura 2.3: Sensor Ex La ventaja de la aplicación es que permite localizar un dispositivo y ubicarlo en un mapa. Además, se puede saber la latitud y la longitud de nuestra posición. El inconveniente es que su apariencia está muy poco cuidada. En conclusión es una gran aplicación que, necesitaría un cambio en cuanto a la apariencia ya que, no llama la atención y puede parecer muy descuidada. 2.2.7. Sensors Este sistema está desarrollado por Tom Rice y necesita de un sistema operativo Android, como mínimo en la versión 2.3. Además la aplicación es de instalación tras compra por 0,74ey se encuentra en la versión 1.2 la cual data de la fecha 14 de Abril de 2013. Sólo está disponible en inglés y no permite la utilización de sensores externos. La aplicación sirve para la recogida de datos de los sensores del dispositivo móvil. 13 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares 2.2.8. EMX Sensors Este sistema está desarrollado por EMX Industries y necesita de un sistema operativo Android, como mínimo en la versión 4.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 12.0 la cual data de la fecha 11 de Julio de 2014. Sólo se encuentra disponible en inglés y no permite la utilización de sensores externos. 2.2.9. Wally - Home Sensor Network Este sistema está desarrollado por SNUPI Technologies y dispone de dos versiones (las cuales sólo están disponibles en inglés): Para ANDROID necesita como mínimo una versión 4.0 del sistema y se encuentra en la versión 2.9 la cual data del 29 de Enero de 2015. Para IOS necesita como mínimo una versión 7.0 del sistema y se encuentra en la versión 1.14 la cual data del 2 de Febrero de 2015. Figura 2.4: Wally La ventaja de la aplicación es que tiene una interfaz sencilla, con una estética muy cuidada y es de fácil manejo. El inconveniente es que necesitas disponer de los sensores de la misma, lo cual hace que no puedas utilizarlo con sensores caseros. En conclusión es una gran aplicación pero que se aleja de la nuestra ya que se quiere que se pueda gastar con cualquier sensor que se conecta al servidor. 14 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares 2.2.10. Buscar mi iPhone Este sistema está desarrollado por iTunes S.a.r.l y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 8.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 4.0 la cual data de la fecha 17 de Septiembre de 2014. Se encuentra disponible en 32 idiomas y si permite la utilización de sensores externos. Figura 2.5: Buscar mi iPhone La ventaja de la aplicación es que tiene una interfaz sencilla con una estética muy cuidada y, es de fácil manejo. Además, permite localizar dispositivos y, luego, bloquearlos o borrar su contenido u otras utilidades varias (para el caso de que se hayan perdido). El inconveniente es que necesitas que el dispositivo esté conectado para poder comunicarte con él. En conclusión es una gran aplicación pero que se aleja de la nuestra ya que esta sólo sirve para casos muy concretos, como localizar un dispositivo perdido y poder bloquearlo. 2.2.11. WeMo Este sistema está desarrollado por Belkin y dispone de dos versiones (las cuales están disponibles en 9 idiomas): Para ANDROID necesita como mínimo una versión 4.0 del sistema y se encuentra en la versión 1.10.1 la cual data del 1 de Diciembre de 2014. 15 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares Para IOS necesita como mínimo una versión 6.0 del sistema y se encuentra en la versión 1.10.2 la cual data del 5 de Enero de 2015. Figura 2.6: WeMo La ventaja de la aplicación es que tiene fácil manejo. Además permite ver el consumo de los dispositivos conectados, saber desde cuando lo están, recibir notificaciones o encender dispositivos cuando detectan algo. El inconveniente es que necesitas que el dispositivo con el que conectarse sea de la propia compañía. En conclusión es una gran aplicación pero que se aleja de la nuestra ya que esta sólo sirve para los sensores de la propia compañía, se quiere que funcionen con cualquier sensor conectado al servidor. 2.2.12. Nest Este sistema está desarrollado por Nest Labs, Inc. y dispone de dos versiones (las cuales están disponibles en 5 idiomas): Para ANDROID necesita como mínimo una versión 2.3.3 del sistema y se encuentra en la versión 4.5.2.3 la cual data de la fecha 24 de Febrero de 2015. Para IOS necesita como mínimo una versión 6.0 del sistema y se encuentra en la versión 4.5.2 la cual data de la fecha 24 de Febrero de 2015. 16 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares Figura 2.7: Nest La ventaja de la aplicación es que tiene una muy cuidada interfaz y a su vez sencilla. El inconveniente es que necesitas que el dispositivo con el que conectarse sea de la propia compañía. En conclusión es una gran aplicación pero que se aleja de la nuestra ya que esta sólo sirve para los sensores de la propia compañía, la idea es buena pero le falta poder conectar cualquier sensor. 2.2.13. Home Network System Este sistema está desarrollado por Panasonic System Networks Co. Ltd y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 5.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.4 la cual data de la fecha 25 de Febrero de 2015. Se encuentra disponible en 44 idiomas y no permite la utilización de sensores externos. 2.2.14. Enviromux-xD Este sistema está desarrollado por Network Technologies Inc y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 6.1. Además la aplicación es de instalación tras compra por 49,99ey se encuentra en la versión 1.0 la cual data de la fecha 30 de Enero de 2014. Se encuentra disponible solamente en inglés, permite la utilización de sensores externos. La aplicación sólo se utiliza como monitor de sensores externos de la misma marca. 17 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares 2.2.15. Farm Logix1 Este sistema está desarrollado por CPF IT CENTER COMPANY LIMITED y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 4.3. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.0, la cual data de la fecha 23 de Octubre de 2011. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. La aplicación sirve como monitor de sensores instalados. 2.2.16. My Weather Station II Este sistema está desarrollado por JrYao Chang y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 7.1. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.1.1, la cual data de la fecha 13 de Diciembre de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en 3 idiomas y permite la utilización de sensores externos. Figura 2.8: My Weather Station II La ventaja de esta aplicación está en la fácil utilización de la misma, con una interfaz sencilla. Además se sincroniza fácilmente con los accesorios "WeatherCube"de la marca. El inconveniente se encuentra en la necesidad de usar dichos "WeatherCube". En conclusión es una aplicación buena, que cumple con las necesidades pero que peca de la necesidad de tener que comprar sus accesorios. 18 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares 2.2.17. Bluetooth Smart Scanner Este sistema está desarrollado por Ace Sensor Inc. y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 6.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.0.5, la cual data de la fecha 11 de Julio de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. 2.2.18. BlueSense Este sistema está desarrollado por BlueRadios, Inc. y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 7.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.4.1, la cual data de la fecha 23 de Febrero de 2015. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. 2.2.19. Smart Barn Este sistema está desarrollado por Andrew Klein y necesita de un sistema operativo IOS, como mínimo en la versión 6.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.1.2, la cual data de la fecha 31 de Octubre de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. 2.2.20. Snap Switch Este sistema está desarrollado por Snap Software y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 7.5. Además la aplicación es de instalación tras compra por 7,99ey se encuentra en la versión 6.8.223.2317, la cual data de la fecha 24 de Febrero de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. 2.2.21. HomeWizard Este sistema está desarrollado por Rajen y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 8.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.2.3.0, la cual data de la fecha 21 de Noviembre de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en 2 idiomas y permite la utilización de sensores externos. 19 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares Figura 2.9: HomeWizard La ventaja de la aplicación es una gran funcionalidad para controlar luces, ver vídeo, etc. Además está disponible a través de internet si configuras el router como indica su asistente. El inconveniente es que aún teniendo bastantes funciones necesitas de sus accesorios (soporta bastantes marcas lo que supone gran variedad). En conclusión muy buena aplicación pero como las demás, necesita de los accesorios soportados para funcionar, no es tan genérica como lo que se pretende por nosotros. 2.2.22. SmartThings Mobile Este sistema está desarrollado por SmarThings, Inc. y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 8.1. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 201.521.217.242.817, la cual data de la fecha 18 de Febrero de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. 2.2.23. Band Sensor Monitor Este sistema está desarrollado por Venetasoft y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 8.1. Además la aplicación es de instalación tras compra por 1,99ey se encuentra en la versión 1.2.5.2, la cual data de la fecha 10 de Febrero de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. 20 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares Figura 2.10: Band Sensor Monitor La ventaja de la aplicación es que puedes ver en la pantalla todas las medidas producidas por el accesorio. El inconveniente es que solamente sirve para dicho accesorio. En conclusión es una buena aplicación pero, al ser solamente capaz de recibir datos de un dispositivo, se queda muy limitada en comparación a lo que se busca con nuestra aplicación. 2.2.24. INSTEON for Hub Este sistema está desarrollado por SmartLabs y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 8.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.0.0.2, la cual data de la fecha 19 de Septiembre de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en inglés y permite la utilización de sensores externos. 2.2.25. Smart Home Este sistema está desarrollado por Rogers Comunications Inc. y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 8.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 6.1.31.0, la cual data de la fecha 10 de Diciembre de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en 2 idiomas y permite la utilización de sensores externos. 21 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.2. Sistemas similares 2.2.26. IQONTROL Este sistema está desarrollado por mediola - connected living AG y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 8.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 1.0.6.0, la cual data de la fecha 10 de Marzo de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en 2 idiomas y permite la utilización de sensores externos. Figura 2.11: IQONTROL La ventaja de la aplicación es que tiene una gran cantidad de controles variados, hasta dispositivos por infrarrojos. El inconveniente es que para configurar el dispositivo necesitas una puerta Mediola. En conclusión es una buena aplicación pero, al necesitar de un accesorio concreto para su configuración, se queda muy limitada en comparación a lo que se busca con nuestra aplicación. 2.2.27. Home Controller Este sistema está desarrollado por Robby Ceyssens y necesita de un sistema operativo Windows Phone, como mínimo en la versión 8.0. Además la aplicación es de instalación gratuita y se encuentra en la versión 2.0.0.0, la cual data de la fecha 20 de Abril de 2014. Además la aplicación se encuentra disponible en 3 idiomas y permite la utilización de sensores externos. 22 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.3. Análisis Tabla 2.3: Análisis de funcionalidades En cuanto al de funcionalidades se comprueba las valoraciones realizadas sobre las aplicaciones anteriores, en las cuales, se ha intentado darle un valor a ciertos aspectos de las mismas. Dichos valores se centran en términos de aprendizaje, de usabilidad, de apariencia y de la variedad de sensores externos que permiten. En cuanto al aprendizaje en primera instancia, comparar las aplicaciones que nos han resultado sencillas y cuáles difíciles. Para ello nos se ha basado tanto en nuestra opinión como la de los usuarios que han dejado reseñas en las distintas tiendas de aplicaciones. 29 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.3. Análisis De esta manera se puede decir que casi el 90% de aplicaciones (concretamente el 89,66) cuentan con uno sencillo. Por otra parte, se ve en oposición que el 10,34% tienen un difícil aprendizaje. Figura 2.16: Aprendizaje manejo app Además, en el apartado de la apariencia se observa que: Figura 2.17: Apariencia app El 55,17% son de aspecto atractivo. El 20,69% de aspecto sencillo. El 24,14% restante de aspecto pobre. 30 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.3. Análisis Para continuar, se va a valorar la usabilidad de la aplicación (uno de los elementos más importantes). Para ello he dividido dicha valoración en 4 posibles tipos. Dichos tipos son Eficiente, Sencilla, Agradable y Caótica. Se observa que lo que la gente prioriza a la hora de desarrollar las aplicaciones son la eficiencia y la sencillez. De esta manera se consiguen aplicaciones muy buenas. Según los datos analizados previamente un 41.38 % son Eficientes, un 31.03% son Sencillas, un 17.24% son Agradables y un 10.34% son Caóticas. Figura 2.18: Usabilidad app Y finalmente he pasado a valorar la aplicación desde el punto de vista de la variedad de sensores externos que permiten. Lo que podemos observar es que el 58,62% permite variedad (puertas, temperatura, luces...), mientras que el 41,38% no lo permite. Figura 2.19: Variedad Sensores 31 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.4. Síntesis 2.4. Síntesis Basándonos en él análisis del entorno realizado con anterioridad se puede decir que las características deseadas por cualquier aplicación de similar índole deberían de ser: Idioma: como se ha podido ver en el análisis anterior la gran mayoría de aplicaciones cuentan solamente con 1 idioma. Por lo que sería conveniente tener, por lo menos, 2 ó 3 idiomas para llegar a una mayor variedad gente. Sistema operativo: dado que cada sistema operativo tiene un tipo de consumidor, sería conveniente conseguir llevar la aplicación a los 3 sistemas operativos, de este modo se asegura cubrir la mayoría de los tipos de consumidores. Actualizaciones: el tiempo de actualizaciones debería ser mejor que la media, lo que implicaría, un par de actualizaciones anuales de la aplicación. Sensores externos: según se ha estudiado, hay muchas aplicaciones que no permiten utilizar sensores de fuera del dispositivo móvil, por lo cual sería algo muy deseable por los usuarios. Variedad sensores externos: según el análisis anterior, hay muchas aplicaciones que solamente funcionan con los accesorios que te vende la misma marca, permitir variedad hará que muchos clientes puedan converger en esta aplicación y no depender de unos pocos. Manejo: según se ha estudiado sería conveniente que, como la mayoría de las aplicaciones, se tuviera una curva de aprendizaje sencilla de modo que no lleve casi tiempo poder manejarla. Apariencia: muchas de las aplicaciones estudiadas anteriormente tenían una apariencia atractiva pero, sin embargo, hay también un gran grupo de interfaces sencillas. De esto se puede decir que la apariencia idea sería unas interfaces sencillas pero atractivas a la vez, creando un equilibrio entre ambas. Usabilidad: las aplicaciones estudiadas nos han dejado constancia de que son eficientes en su usabilidad, dicha aplicación debería mantener dicha característica. 32 Capítulo 2. Estudio del entorno 2.5. Conclusiones 2.5. Conclusiones Como se ha visto mediante el estudio de los sistemas similares y de su posterior análisis, tanto detalladamente de sus características como de sus funcionalidades, se han dejado clara las necesidades de una aplicación de dicha índole. A continuación se van a especificar todos los requisitos necesarios (funcionales, de diseño, de usuario y tecnológicos) para que el sistema a desarrollar los cumpla una vez implementado. 33 Capítulo 3 Especificación de requisitos 3.1. Introducción En este apartado se va a especificar los requisitos funcionales, de diseño, de usuario y tecnológicos de la aplicación a desarrollar, para ello, se ha empleado el estándar IEEE 830. 3.2. Definiciones Dispositivo: es un aparato electrónico de tamaño reducido que contiene una serie de sensores y/o actuadores conectados. En el caso de nuestro sistema va a ser una Raspberry Pi. Sensor: es un pequeño aparato electrónico el cual es capaz de medir una magnitud en una unidad de medida. En nuestro sistema serán de temperatura, de humedad o de posición. Actuador: es un pequeño aparato electrónico el cual es capaz de variar una magnitud. En nuestro sistema será un emisor de sonido o un led que se encienda. Escritura: es una estructura generada cuando se quiere comunicar una orden a un actuador a través del servidor. Lectura: es un valor que es obtenido por un sensor al medir una magnitud en una unidad. Mockup: boceto de la apariencia de la aplicación con el que se puede hacer una idea de como quedará la misma. 34 Capítulo 3. Especificación de requisitos 3.3. Requisitos funcionales Acrónimos: •BBDD: Base de Datos. •S.O: Sistema Operativo. 3.3. Requisitos funcionales Se han establecido una serie de requisitos para la aplicación: 3.3.1. Listado Dispositivos El sistema permite visualizar todos los dispositivos que hay dados de alta. Entrada: Pulsación del usuario sobre "Dispositivos". Proceso: El sistema busca todos los dispositivos que hay y los muestra en pantalla. Salida: {Id + Id_dispositivo + Nombre} 3.3.2. Listado de Sensores de un Dispositivo El sistema permite visualizar todos los sensores que pertenecen a un dispositivo concreto. Entrada: Pulsación del usuario sobre un "Dispositivo". [Id_dispositivo] Proceso: El sistema busca todos los sensores que pertenecen al dispositivo elegido. Salida: {Id_sensor + Nombre + Tipo + Id_dispositivo} 3.3.3. Listado de Sensores El sistema permite visualizar todos los sensores que pertenecen a un dispositivo concreto. Entrada: Pulsación del usuario sobre "Sensores". Proceso: El sistema busca todos los sensores que pertenecen al dispositivo elegido. Salida: {Id_sensor + Nombre + Tipo + Id_dispositivo} 35 Capítulo 3. Especificación de requisitos 3.3. Requisitos funcionales 3.3.4. Listado Actuadores de un Dispositivo El sistema permite visualizar todos los actuadores que pertenecen a un dispositivo concreto. Entrada: Pulsación del usuario sobre .Actuadores". [Id_dispositivo] Proceso: El sistema busca los actuadores que pertenecen a un dispositivo elegido. Salida: {Id_actuador+Nombre_actuador+Id_dispositivo+Tipo_actuador} 3.3.5. Listado Actuadores El sistema permite visualizar todos los actuadores. Entrada: Pulsación del usuario sobre .Actuadores". Proceso: El sistema busca todos los actuadores que hay y los muestra en pantalla. Salida: {Id_actuador+Nombre_actuador+Id_dispositivo+Tipo_actuador} 3.3.6. Getión Sensor Permite mostrar la información del sensor y además las lecturas que proporciona. Entrada: Pulsación del usuario sobre un sensor concreto. [Id_sensor] Proceso: El sistema carga la información del sensor y busca las lecturas producidas por dicho sensor. Salida: {Fecha_lectura+Hora_lectura+Medida} 3.3.7. Gestión Actuador Permite interactuar con el actuador seleccionado. Entrada: Pulsación del usuario sobre un actuador concreto. [Id_actuador] Proceso: El sistema deja elegir un valor (según el tipo de actuador) para enviárselo. Salida: {Id_actuador+Nombre+Id_dispositivo+Tipo+Valor_enviado} 36 Capítulo 3. Especificación de requisitos 3.3. Requisitos funcionales 3.3.8. Diseño Se quería hacer una aplicación que fuera: Visualmente sencilla, para ello se han elegido una combinación de colores muy suave que no sobrecargue al usuario (en este caso un par de tonos verdes y blanco). Fácil de manejar, para ello se han dejado interfaces muy fáciles de conocer y habituarse a ellas. Animaciones ligeras para no sobrecargar el funcionamiento. 3.3.9. Requisitos de usuario y tecnológicos Requisitos de usuario: El usuario tipo es aquel que quiera montarse una red de sensores. Las interfaces deben de ser sencillas para en poco tiempo hacerse con el manejo del sistema. Requisitos tecnológicos: Los requisitos necesarios que debe tener el dispositivo móvil del usuario que va a interactuar con nuestra aplicación deberían ser: •Requisitos mínimos: ◦Dispositivo móvil con sistema operativo Android. ◦Versión del sistema operativo 4.0. ◦Pantalla del dispositivo de 4”. •Requisitos recomendados: ◦Dispositivo móvil con sistema operativo Android. ◦Versión del sistema operativo 5.0. ◦Pantalla del dispositivo de 5”. 37 Capítulo 4 Diseño del sistema 4.1. Introducción A lo largo de este apartado se va a dejar claro como va a ser el Sistema que se va a desarrollar, de modo que se irá perfilando tanto durante los distintos sub-apartados. 4.2. Especificación conceptual Para comenzar, se observa el primer diagrama del Sistema. Dicho diagrama muestra a grandes rasgos la visión global de la aplicación, de modo que, a partir de él se tiene una idea de su funcionamiento. Figura 4.1: Diagrama conceptual 1 38 Capítulo 4. Diseño del sistema 4.3. Especificación formal El siguiente mockup corresponde al listado de Sensores: Figura 4.7: Mockup de Listado Sensores En la barra superior hay acceso a la acción de volver a la página de inicio. En el centro está el listado de los distintos dispositivos que hayan conectados, dicho listado contendrá el id del sensor, su nombre, el dispositivo al que pertenece y la imagen del tipo de sensor para qué, con solo un vistazo se pueda saber de que tipo es (temperatura, humedad, posición,etc.). En la parte inferior la barra de navegación del S.O. Además, a éste listado de Sensores se puede llegar desde el listado de Dispositivos, para ello solamente se tiene que pulsar encima de uno de los dispositivos y se abrirá el listado de Sensores pero sólo se cargarán los que están en dicho dispositivo. 45 Capítulo 4. Diseño del sistema 4.3. Especificación formal El siguiente mockup corresponde a la interfaz de un Sensor: Figura 4.8: Gestión Sensor En la barra superior se tiene acceso a la acción de volver a la página del listado de Sensores. En el centro hay: •En la parte superior, como en el listado de Sensores, está la información del Sensor elegido pero ampliando la anterior información: con la magnitud y la unidad de dicho sensor. •En la parte inferior las medidas realizadas por dicho sensor, las cuales se mostrarán por un listado donde pondrá: fecha, hora y medida. En la parte inferior la barra de navegación del S.O. 46 Capítulo 4. Diseño del sistema 4.3. Especificación formal El siguiente mockup corresponde a la interfaz del listado de Actuadores: Figura 4.9: Listado Actuadores En la barra superior se tendrá un acceso a la acción de volver a la página del Inicio de la aplicación. En el centro habrá un listado de los distintos Actuadores, se mostrarán: su id, su nombre, el número del dispositivo al que pertenece y además una imagen del tipo de actuador. En la parte inferior la barra de navegación del S.O. Se puede observar que el listado es igual al de Sensores, pero cambia en cuanto a la información con la que trabajan. 47 Capítulo 4. Diseño del sistema 4.3. Especificación formal El siguiente mockup corresponde a la interfaz de un Actuador: Figura 4.10: Gestión Actuador En la barra superior hay acceso a la acción de volver a la página del listado de Actuadores. En el centro se tiene la información relativa a el actuador seleccionado en el listado anterior la cual es: el id del actuador, el nombre, el dispositivo al que pertenece, una barra deslizante y un botón de enviar. Dicha barra será la que se utilizará para enviar al actuador el dato ya sea digital (se enviará 0 ó 1) o analógico (0 a 100). En la parte inferior la barra de navegación del S.O. 48 Capítulo 4. Diseño del sistema 4.4. Conclusiones El siguiente mockup corresponde a la interfaz de Información: Figura 4.11: Pantalla Información En la barra superior se tiene acceso a la acción de volver a la página del listado de Actuadores. En el centro está la información relativa a la app, es decir, el título de la misma con la foto y el nombre del Autor. En la parte inferior la barra de navegación del S.O. 4.4. Conclusiones Como conclusión, se tiene una clara idea de lo que hay que implementar e implantar en la siguiente fase del desarrollo, ya que se ha dejado bien marcado su diseño previo. En el siguiente apartado se muestra la aplicación mostrando la capa de persistencia convertida ya en ficheros y además, capturas de pantalla y trozos de código ya programado. 49 Capítulo 5 Implementación e implantación 5.1. Introducción En este apartado se va a mostrar claro como la aplicación ha tomado forma gracias al capítulo anterior. Para ello se muestra como ha evolucionado la capa de persistencia en los ficheros necesarios, la capa de negocio en código de programación y los mockups en interfaces de nuestra aplicación. 5.2. Implementación 5.2.1. Capa persistencia Para mostrar la capa de persistencia, se observan las estructuras de los objetos que se utilizarán cuando se reciben los datos por parte del servidor al cual se le solicitan, o bien, cuando se le envían datos al mismo a la hora de dar órdenes a los actuadores. Un ejemplo de la estructura de los dispositivos es ésta: Figura 5.1: JSON lista de Dispositivos 50 Capítulo 5. Implementación e implantación 5.2. Implementación En el ejemplo de la imagen anterior se puede ver que contiene los datos del propio dispositivo y además, dos listas que contienen a los sensores y actuadores que pertenecen al dispositivo. Así que se va mostrar cada una de esas listas, las cuales son: Figura 5.2: JSON lista de Sensores En esta lista estarán los distintos identificadores necesarios para el Sensor (id propio del sensor y del dispositivo al que pertenece), así como el nombre de dicho sensor. Además, habrá un identificador referente al tipo de datos, dicho id viene con una serie de tipos establecidos fijos, según dicho tipo se le mostrará un icono u otro. Será necesario también que tenga una magnitud y una unidad en la que se estará haciendo la toma de medidas por dicho sensor. En la imagen correspondiente a la lista siguiente se verá un ejemplo de como se estructurarán los Actuadores en el formato JSON. Figura 5.3: JSON lista de Actuadores 51 Capítulo 5. Implementación e implantación 5.2. Implementación Ahora se va a mostrar un ejemplo de como sería los datos en formato JSON referentes a un dispositivo con dos sensores y dos actuadores. Figura 5.4: JSON Dispositivo completo 5.2.2. Capa negocio En este apartado se muestra distintos trozos de código explicándolos brevemente. 52 Capítulo 5. Implementación e implantación 5.2. Implementación Figura 5.5: Código .java Sensores En este primer código mostrado se realiza la función de rellenar el listado donde se mostrarán todos los sensores cargados. Para ello se ha creado un adaptador previamente (dicho adaptador recoge los datos de cada elemento de la lista y los establece en el adaptador). Además, se crea en cada uno de los elementos una llamada a la actividad del Sensor donde se gestiona individualmente. Para dicha llamada se le pasa como extra un Id con el del Sensor pulsado y se muestra un Toast (mensaje por pantalla) indicándolo. Como añadido también se modifica la transición por defecto para producir un efecto de deslizamiento. 53 Capítulo 5. Implementación e implantación 5.2. Implementación 5.2.3. Capa presentación En este apartado se presentan las distintas capturas de pantalla que se han sacado de la aplicación funcionando. Esta primera captura corresponde a la interfaz de Inicio: Figura 5.6: Captura pantalla de Inicio Desde esta primera pantalla se accede a los distintos sub-apartados de la misma. Se podría por lo tanto: En la barra superior hay acceso tanto a la información de la aplicación (autor, imagen y título de la aplicación) como a la pantalla de ajustes. En el centro están los accesos directos a los listados de Dispositivos, Sensores y Actuadores. En la parte inferior la barra de navegación del S.O. 54 Capítulo 6 Conclusiones 6.1. Dificultades encontradas Para hablar de las dificultades que he encontrado durante la realización del proyecto hay que poner en antecedentes, que el mismo, tiene mucho en común entre otros proyectos coordinados por el mismo profesor. Es por eso, que se han realizado un dos reuniones semanales para, entre todos, sentar unas bases comunes de trabajo. Gracias a dichas bases, se ha quedado en una estructura común para la comunicación entre el servidor, el cliente y los sensores. Por otra parte, están las dificultades encontradas en el desarrollo puramente dicho en el cual producía errores por los cuales, muy de vez en cuando, tocaba desinstalar la aplicación y volver a ejecutarla para que la mostrara sin error. Además, al principio tuve dificultades con los estilos de la aplicación. Tras mucho modificarlos y que no hubiera cambio alguno en la aplicación, resultó que a partir de la API utilizada tenía 2 archivos de estilos y utilizaba el de la versión que no correspondía a la versión del S.O de mi dispositivo móvil. Después de dicho error, tuve problemas con la visualización de las listas de manera correcta debido a que se muestran una fila de cada color de fondo, al final tuve que crear para poder hacerlo de esta manera una interfaz distinta con el color de fondo nuevo y aplicarlo una interfaz o la otra según si la fila era par o impar. Por último, la dificultad relativa a adaptar la pantalla lo mejor posible a varios tamaños, testeando con varios dispositivos y versiones del S.O. También se ha intentado adaptar la interfaz a la orientación del dispositivo, para que al rotar la pantalla no quede mal la visualización. 61 Capítulo 6. Conclusiones 6.2. Aportaciones 6.2. Aportaciones Las aportaciones del proyecto son las siguientes: 1. En el capítulo 2 se proporciona un informe de análisis de aplicaciones similares en el mercado actual para, poder desarrollar proyectos en el ámbito del proyecto presentado. 2. En los capítulos 2 y 3 se proporciona un ejemplo de especificación de requisitos y de esquemas formales para proyectos similares. 3. Del capítulo 4 se proporciona la principal aportación, la aplicación desarrollada que, cumple con los requisitos establecidos y es completamente funcional. 6.3. Ampliaciones Para futuras ampliaciones se podría incorporar: Más estilos para la aplicación de modo que el usuario pueda elegir como la quiere visualizar. Posibilidad de enlazar sensores y actuadores para que, usando las medidas del primero, condicionar a que actúe uno de los segundos. 62 Capítulo 7 Referencias “Desarrollo De Aplicaciones Para Android”. Autor: Joan Ribas Lequerica. Editor: Anaya Multimedia. Año: 2015. ISBN: 9788441536807. “EL GRAN LIBRO DE ANDROID 4aEd”. Autor: Jesús Tomás Gironés. Editor: Marcombo. Año: 2013. ISBN: 978-8426719768. “Aprende a programar con Java”. Autores: Alfonso Jiménez Marín y Francisco Manuel Pérez Montes. Editor: Ediciones Paraninfo, S.A. Año: 2012. ISBN: 978-8497321303. “The Internet of Things (MIT Press Essential Knowledge)”. Autor: Samuel Greengard. Editor: The Mit Press. Año: 2015. ISBN: 978-0262527736. “Beginning JSON”. Autor: Ben Smith. Editor: Apress. Año: 2015. ISBN: 978-1484202036. “Android” URL: “https://www.android.com”. Palabra clave: Android. Nombre empresa: Google. Fecha visualización: 28/05/2015. “Internet de las cosas. La tecnología revolucionaria que todo lo conecta”. Autores: Adrian McEwen y Hakim Cassimally. Editor: Anaya Multimedia. Año: 2914. ISBN: 978-8441536111. “Domótica para ingenieros”. Autor: J.M Maestre. Editor: Paraninfo. Año: 2015. ISBN: 978-8497329767. “Getting Started - Android’’URL: https://developer.android.com/training/. Nombre empresa: Google. Fecha visualización: Junio 2015. 63 Capítulo 7. Referencias “ECMA-404 The JSON Data Interchange Standard”.URL: http://json.org. Palabra clave: JSON. Fecha visualización: Junio 2015. “Diseñando apps para móviles”. Autores: Javier Cuello y José Vittone. Editor: Createspace. Año: 2014. ISBN: 978-1495454448. “Apps para dispositivos móviles: casos de estudio”. Autor: Rob Ford. Editor: Taschen. Año: 2011. ISBN: 978-3836528832. 64