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A. Ciências Exatas e da Terra - 2. Ciência da Computação - 10. Redes
MOBILIDADE EM AMBIENTES DE GRADES COMPUTACIONAIS
Hans Alberto Franke 1
Carlos Becker Westphall 1
Carlos Oberdan Rolim 1
(1. Universidade Federal de Santa Catarina / UFSC)
INTRODUÇÃO:

Para               Para o estudo da proposta utiliza-se a telemedicina, em específico o monitoramento remoto de pacientes em um leito hospitalar, o qual é feito utilizando sensores. Pelo fato de existirem diversos equipamentos espalhados pelo hospital, a homogeneização desses equipamentos se torna uma questão importante. Ou seja, os dados dos diversos equipamentos têm que ser fornecidos ao médico de forma rápida, segura e proveniente de todos os equipamentos.

              Neste artigo propõe-se a utilização de grids computacionais para a solução deste problema, pois permite a visão de cada equipamento distinto como sendo um nodo pertencente à grade. Isso facilita muito as funções de gerenciamento, comunicação e integridade dos dados.

              Procura-se a criação de uma arquitetura que pudesse garantir duas questões fundamentais:

(1)   Garantir que os diversos coletores, atuadores e dispositivos móveis possam ser gerenciados de maneira homogênea, sem a necessidade da criação de uma interface para cada dispositivo;

(2)   Como divulgar esses dados em tempo real;     

            As principais contribuições desse trabalho são: o estudo dessa arquitetura de grade computacional, e a proposta da criação de um grid middleware que facilite a integração entre a parte de coleta de dados, integração com a grade e disponibilidade para o usuário, e que possua os mínimos recursos necessários existentes em outros middlewares e além disso possa suportar o ingresso de dispositivos móveis.
METODOLOGIA:

A arquitetura proposta foi construída estudando o caso de uso do hospital e da telemedicina. Ela foi proposta após a constatação que em um hospital existem diversos tipos de sensores diferentes, o que acarretaria em uma interface diferente para cada dispositivo na construção do middleware. Com isso a sua implementação se tornaria bastante difícil, por isso foi usada a idéia de virtualização de recursos, uma das vantagens de se trabalhar com grid.

Foi feito um estudo entre os diversos middlewares existentes no mercado para descobrir quais deles ofereciam suporte a dispositivos móveis. E apenas o GridBus oferece esse suporte, de maneira muito simples.

A partir dessas duas pesquisas foi proposto a criação de um middleware que suportasse a arquitetura proposta e alem disso oferecesse suporte para execução de dipositivos móveis.

Ele foi desenvolvido em linguagem Java Micro Edition, J2ME, desenvolvida pela SUN. Utilizando a IDE Eclipse com plugin para o Wireless ToolKit. Foi utilizado o MIDP 2.0, pois fornece recurso de requisições https ou https, parte importante quanto a segurança. Os dados coletados pelos sensores são convertidos para XML, e disponibizados para a grade e para o httpServer. O httpServer foi desenvolvido utilizando o software Vertrigo, para a simulação de um requisição de um usuário fora da grade.
RESULTADOS:

 A arquitetura foi divida em 4 camadas: Sensor, Inference, Grid Middleware e Grid Service. A Grid Middleware também foi dividia em 4 camadas: Node Managemente Interface, Monitoring Interface, Profile Interface, Data Comunication Interface.

As requisições entre o dispositivo móvel e httpServer foram feitas no formato http. O dispositivo móvel para fazer essas requisições utilizasse de http.Connection,  inputStream e OutpuStream.

            Tudo isso acontece de forma muito simples, pela divisão de camadas da grid middleware, pois alem de cada interface ser construída de forma modular, ou seja, independente das demais, a alteração em um modulo não interfere nas funções da outra interface. Basta definir as funções de entrada e saída em cada interface.

            Para estudo de caso foi utilizado o exemplo da telemedicina. Simulando a necessidade de um médico se conectar na grid utilizando um dispositivo móvel. Para isso ele deve acessar o url do httpServer, logar-se, e procurar por pacientes e tarefas, que estão salvas no httpServer através de arquivos XML.

            A grade computacional proporcionou a homogeneidade e virtualização de recursos e serviços no gerenciamento dos equipamentos conforme havíamos propostos inicialmente. Pelo fato de estarmos usando apenas um pequeno conjunto de funcionalidades proporcionadas pela grade computacional, a camada grid middleware abstraiu a complexidade de implementação das funções que fazem uso da grade. Dessa forma conseguimos desenvolver o protótipo do ambiente para rodar em diferentes tipos de equipamentos sem deixar o código atrelado a um tipo específico.

CONCLUSÕES:

Neste artigo procurou-se resolver o problema de gerenciamento de diferentes tipos de equipamentos e a sua disponibilização em tempo real. Adotou-se uma arquitetura em grades computacionais, permitindo assim uma homogeneização dos mesmos, garantindo uma facilidade na implementação e gerenciamento dos recursos provenientes de diferentes equipamentos, pois cada equipamento passa a ser visto como um nodo na grade igual aos demais.

A utilização da grade permitiu também critérios como: segurança, comunicação e compartilhamento de recursos, características naturais de uma grade, garantindo assim um reaproveitamento de tecnologia, pois não foi necessária a criação de uma interface para cada equipamento especifico.

A principal contribuição do artigo foi a implementação de uma grid middleware dentro da arquitetura proposta. O que prova que o uso de uma grade computacional e a grid middleware, para o problema de coleta de recursos e disponibilização em tempo real é uma ótima solução, uma vez que a grade fornece reaproveitamento de tecnologia e o grande poder computacional.

Notou-se também que é possível construir uma grid middleware com um conjunto mínimo de funções necessárias que são providos pelos demais middlewares, (Ex: registerNode, deleteNode, sendTask, checkTaskStatus, fetchTaskResults, getNodes, getNodeStatus, etc... ), e com suporte a participação de dispositivos móveis, que não eram oferecidos pelos demais com exceção do GridBus.
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: Grids; Redes de Sensores; Telemedicina.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006