Построение информационного пространства вуза с использованием беспроводной технологии Bluetooth Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

N96(18)2008

А.Г. Финогеев, Д.А. Кувшинников, В.А. Маслов, А.А. Финогеев

Построение информационного пространства вуза с использованием беспроводной технологии Bluetooth

В настоящее время особую актуальность приобретают задачи, связанные с внедрением беспроводных информационно-телекоммуникационных технологий. В связи с распространением мобильных средств связи возникает необходимость разработки широкомасштабных корпоративных систем персональной информационной поддержки с возможностью обратной связи и дистанционного управления в образовательных учреждениях.

В настоящее время особую актуальность приобретают задачи, связанные с внедрением беспроводных информационно-телекоммуникационных технологий. Большинство проектов в данной области направлены на создание, поддержку и управление архивами информации, необходимой для образовательного процесса. В связи с большим распространением мобильных средств связи возникает необходимость разработки широкомасштабных корпоративных систем персональной информационной поддержки. Подобные системы должны не только быть настроены на доставку необходимой информации до владельца, но и предоставлять ему возможность обратной связи с информационной системой, Web-презента-циями, виртуальными обучающими комплексами.

В процессе эволюции беспроводных технологий появилось множество стандартов и протоколов в следующих областях:

1)компьютерные беспроводные сети (WiFi, WiMAX, Mobile Broadband Wireless Access и т.д.);

2) беспроводные интерфейсы и устройства дистанционного управления для бытовой техники, оргтехники, компьютеров и периферийного оборудования (IrDA, Bluetooth, Wireless FireWire, Wireless USB и т.д.);

3) сотовая телефония (GSM, WAP, GPRS, EDGE, UMTS, AMPS, CDMA, WCDMA, HSDPA, HSUPA и т.д.);

4)транковые радиосети, системы передачи данных по радиорелейным, оптическим атмосферным и спутниковым каналам связи.

Практически все множество стандартов и технологий можно классифицировать по секторам применения следующим образом:

1) сектор локальных интерфейсов на базе короткодействующих технологий беспроводной передачи данных (радиус действия — от 10 см до 100 м);

2) сектор локальных домашних и офисных сетей на базе среднедействующих технологий беспроводной передачи данных малого радиуса действия (от 100 до 300 м);

3) сектор региональных или городских сетей на базе среднедействующих технологий беспроводной передачи данных среднего радиуса действия (до нескольких десятков километров);

4) сектор глобальных сетей на базе дальнедействующих технологий беспроводной передачи данных (радиус действия — сотни и тысячи километров).

Особенно восприимчивым к внедрению и повсеместному распространению новых

№>6(18)2008

стандартов и протоколов является сектор локальных интерфейсов, который обеспечивает обмен данными и/или связь всевозможной электроники с периферией, друг с другом и т. п. На сегодняшний день после перебора всевозможных вариантов (COM, LPT, IrDA и т.д.) промышленность с молчаливого одобрения потребителей остановилась на наиболее дешевом и универсальном радиоинтерфейсе — беспроводной технологии Bluetooth.

Основные характеристики стандарта Bluetooth

В мае 1998 года ряд компаний — производителей компьютеров и средств связи (Intel, IBM, Toshiba, Ericsson и Nokia) объединили свои усилия по созданию универсального протокола беспроводного соединения. Основная идея заключалась в принципе связи «всего со всем без проводов». Первая редакция спецификации Bluetooth, которая была так названа в честь легендарного датского короля, сумевшего объединить своих разноязычных подданных, появилась в июле 1999 года. Технология Blue-tooth-связи напоминает реализацию техно-

логии WiFi-соединений. При приеме и пере- g

даче используется диапазон 2402-2480 ГГц, §

разбитый на 79 полос шириной 1 ГГц, что ^

позволяет организовать достаточно скоро- < стные каналы передачи данных [1, 2].

Приемопередающие модули Bluetooth, |

которые реализуют физическое соедине- Ц

ние, являются дешевыми средствами связи, <

имеют небольшие размеры, что позволяет *

встраивать их в различные электронные |

устройства. Несмотря на небольшой ради- |

ус действия (от 10 см до 100 м), перспектив- §

ными для осуществления взаимодействия ^

практически любых электронных устройств с|

делают их низкая потребляемая мощность jg

(менее 0,1 Вт) и высокий «интеллектуаль- §

ный» потенциал. Модуль Bluetooth может Ц

работать в четырех режимах. В активном с

режиме устройство участвует в работе ка- ^ нала передачи данных. Три остальных режима— ждущий, прослушивания, парковки — характеризуются низким энергопотреблением.

Особенностью технологии является возможность самоорганизации устройств и модулей Bluetooth в пикосети, включающие от 7 до 256 абонентов (рис. 1). При этом могут

Рис. 1. Модель самоорганизующейся сети

21

N96(18)2008

объединяться не только отдельные модули, но и сами пикосети.

Идея создания единого самоорганизующегося информационного пространства на базе пикосетей Bluetooth заключается в том, что устройства, способные вступить в контакт, периодически пытаются обнаружить друг друга. Взаимодействие, установка связи и обмен информацией происходят в тот момент, когда устройства находятся в пределах зоны досягаемости. Для установления соединения, аутентификации и конфигурирования протоколов в сети Bluetooth используется специальное программное обеспечение - менеджер соединений (Link f Manager). В его функции входит установка ■§ соединения с другим менеджером по спе-55 циальному протоколу для организации ди-! намического информационного простран-! ства на основе пикосетей [3]. Каждый ме-| неджер в течение сеанса может несколько раз менять режим передачи голос/данные, =| а также способ соединения и тип переда-| ваемых пакетов, переводить устройство & в режимы низкого энергопотребления. ."и

43

s Области использования

ё

i Bluetooth-технологии

§

S? Широкополосный стандарт Bluetooth § развивается весьма динамично и захваты-| вает практически все области применения короткодействующей связи. Современная спецификация Bluetooth Version 2.0 име-§ ет производительность свыше 2 Мбит/с g при существующей тенденции удешевле-Î! ния микрочипов и снижения энергопотреб-^ ления. Конечно, узкая полоса пропускания | накладывает ограничения на пропускную ! способность канала передачи данных и не § позволяет, например, организовать обмен | видеоконтентом в режиме реального времени. Но для решения ряда практических Л задач этого и не требуется, а на первый § план выходит необходимость использова-§ ния дешевых и безлицензионных средств Î3 и технологий передачи данных. На современном этапе Bluetooth-технология используется в следующих областях:

1) реализация передачи цифрового звука на близких расстояниях без специализированной аппаратуры в мобильных аудиосистемах;

2) замена инфракрасной связи для управления электронной техникой в пультах дистанционного управления (ПДУ);

3) дистанционное управление виртуальными презентациями и программным обеспечением с мобильного средства связи;

4) создание малых сетей для скоростного соединения компьютерной, периферийной и оргтехники, мобильных средств связи;

5) разработка систем персональной информационной поддержки на основе В1ие-ШоШ-связи в зонах публичного доступа;

6) разработка комплексного мобильного устройства управления интегрированной системой жизнеобеспечения «интеллектуального» дома или автомобиля, включающего управление:

• бортовым автомобильным компьютером;

• инженерными системами дома (электропитанием, вентиляцией, отоплением, водоснабжением);

• освещением;

• системой охранной и пожарной сигнализации;

• бытовой техникой;

• системами видеонаблюдения, климат-контроля и т.д.

В нашем случае рассматривается возможность применения Bluetooth-технологии для создания системы персональной информационной поддержки пользователей на основе самоорганизующихся беспроводных сетей. Использование таких сетей очень удобно для работы с небольшим количеством терминалов (от 10 до 100) и идеально подходит для развертывания на территории учебного заведения с целью обеспечения образовательной деятельности. Решающими факторами применения технологии для организации беспроводного ин-

№>6(18)2008

формационного пространства в бюджетных учреждениях образования, науки, культуры и медицины являются:

1) безлицензионный диапазон и, следовательно, отсутствие платы провайдерам за получение лицензии или аренду каналов связи, как, например, при использовании сотовой телефонии для решения аналогичных задач;

2) широкое распространение модулей Bluetooth-связи, встроенных в большинство моделей сотовых телефонов, смартфонов и ноутбуков, что не требует соответствующих затрат на приобретение клиентских сетевых узлов;

3) возможность построения сетей на базе существующей инфраструктуры информационного пространства вуза без закупки дополнительных точек доступа (access point) за счет подключения к имеющимся компьютерам Bluetooth-модулей через USB-интер-фейс и запуска сетевых служб, входящих в стандартную комплектацию всех операционных систем (Windows XP, Windows Vista, Linux);

4) возможность создания гибких мобильных сетей произвольной структуры, которые позволяют устанавливать соединения между Bluetooth-модулями для передачи пакетных данных повсеместно и в любой момент времени без необходимости использования фиксированной, жестко определенной и централизованной сетевой инфраструктуры. Узлы в сети такого типа могут служить как точками доступа (access point), так и узлами-клиентами (host), т.е. могут пересылать пакеты данных для других узлов и поддерживать выполнение приложений пользователя;

5)низкая стоимость автономных или подключаемых к персональным компьютерам Bluetooth-модулей, которые необходимо приобретать для организации серверной части информационного пространства;

6)низкое энергопотребление и малые размеры модулей.

Преимущества развертывания §

информационной системы §

на основе Bluetooth-технологии Л

в

В настоящее время подавляющее боль- < шинство студентов имеют сотовый телефон, поэтому целесообразно использовать | его в качестве клиентской части системы Ц персональной информационной поддержки < после регистрации в подобной сети. Основ- ® ным достоинством предлагаемого нами под- | хода для студентов является отсутствие | какой-либо платы сторонним организациям, | в качестве которых выступают провайдеры ^ сотовой связи или интернет-услуг, при полу- с| чении необходимой информации образова- £ тельного характера от вуза, в котором они § обучаются. Конечно, мобильное средство Ц связи клиента должно иметь встроенный с модуль Bluetooth-связи и достаточный объ- ^ ем памяти для получения и хранения информации. Преимущества развертывания подобной сети для вуза также очевидны. Это минимальные затраты на закупку дополнительного оборудования беспроводной связи и развертывание дополнительных точек доступа, так как достаточно снабдить компьютеры дешевым модулем ВЮе^ооШ-связи, установить соответствующие драйвера и программное обеспечение. Далее необходимо настроить систему на обнаружение, идентификацию и передачу на телефоны скриптов для получения соответствующей информации на мобильные средства связи.

Благодаря использованию предлагаемого подхода в образовательной деятельности преподаватели смогут передавать, а студенты — получать различную информацию, например:

1) расписания занятий и изменения в расписании;

2) раздаточный лекционный и прочий материал для самостоятельной работы;

3) бланки, технические задания на проектирование, лабораторную и самостоятельную работу;

4) задания для тестирования и программные скрипты для проведения тестирования на мобильных средствах связи;

N96(18)2008

5) консультации в режиме реального времени;

6) объявления и любая справочная информация, касающаяся процесса обучения на кафедре, факультете и в вузе и т.д.

Естественно, данная система должна поддерживать возможность и обратной связи — например, административный и преподавательский состав смогут получать необходимую информацию от студентов (результаты тестирования, выполнения заданий, вопросы и т.д.).

В административном плане с помощью подобной системы можно будет контроли-=§ ровать посещаемость студентов, регистри-■§ ровать и отслеживать их местонахождение 55 относительно Bluetooth-модулей, а при на! личии единой сети подразделений вуза — ! передавать данную информацию и вести | соответствующие журналы на специальных серверах. Установка автономных модулей =| на проходных института позволит создать | систему аутентификации и пропуска на терЦ риторию по идентификационной информа-чэ ции, хранящейся в памяти мобильного теле-И фона.

I

§ Архитектура самоорганизующегося

г§ информационного пространства

g

g В качестве прототипа самоорганизую-£ щейся беспроводной сети рассмотрим мно-гоагентную распределенную модель с рав-§ ноправными узлами (Multiagent Peer-to-Peer У Distributed Model) без выделенного сервера. При использовании такой модели вме-^ сто терминов «клиент» и «сервер» более | уместным является употребление термина | «узел». В настоящее время такие сети полу-si чили название «пиринговые сети». | В соответствии с системно-синергетиче-ской концепцией любая сложная система — Л в частности, информационно-телекоммуни-§ кационная — обладает способностью к са-§ моорганизации [4]. Это свойство лежит в основе построения самоорганизующихся сетей и децентрализованных систем управления на базе беспроводных технологий 24 ✓-

связи [5]. Сегодня можно с уверенностью сказать, что исследования в области организации и синтеза гетерогенных многоячеистых самоорганизующихся сетей на основе беспроводных технологий широкополосной передачи данных, разработки методов мониторинга и информационного управления в технических и социально-экономических системах на основе данных сетей являются наиболее перспективными. Пример архитектуры гетерогенного информационного пространства для образовательного учреждения на базе интеграции существующей локальной Ethernet сети и пикосетей Bluetooth-модулей мобильных устройств связи приведен на рис. 2.

Архитектура мобильной самоорганизующейся сети, основанной на данной модели, декларирует следующие принципы взаимодействия участников [6]:

1. Участники сетевого взаимодействия равноправны и могут выполнять роль как клиента, так и сервера.

2. В сети используется собственная адресация узлов, абстрагированная от используемых протоколов транспорта.

3. Алгоритм сетевого взаимодействия не требует наличия в сети выделенных узлов с сервисами для поддержания инфраструктуры, т.е. сеть наделена способностью самоорганизации.

4. Каждый узел сети может одновременно использовать сервисы других узлов и предоставлять собственные сервисы.

5. Каждый узел способен выполнять маршрутизацию пакетов от других узлов.

6. Сеть функционирует до тех пор, пока в ней остается минимум два работоспособных узла, причем сбой отдельного узла не должен приводить к прекращению работы сетевых сервисов.

7. Узлы могут объединяться в группы с целью консолидации ресурсов для обработки информации или совместного предоставления сервисов.

8. Все узлы построены по принципу открытой архитектуры, а их функциональ-

№>6(18)2008

J §

is

.JS

od 60

i £

eo

If

С

Рис. 2. Архитектура информационной системы

ность может легко расширяться путем добавления новых модулей.

Преимуществами пиринговой модели перед клиент-серверной сетевой архитектурой, используемой операторами сотовой связи, являются:

1) открытость сетевой инфраструктуры (любой узел может стать полноценным участником взаимодействия);

2) полностью автономная самоорганизация логической сети либо самоорганизация с минимальным взаимодействием с выделенными координирующими узлами;

3) прямое взаимодействие узлов;

4) отсутствие необходимости в администрировании и поддержке сетевой инфраструктуры со стороны сервис-провайдеров, за исключением координирующих узлов при их наличии;

5) высокая отказоустойчивость системы даже при сбоях у большинства ее участников;

6) контроль доступа к собственным ресурсам со стороны каждого узла.

Недостатками такой модели являются:

1) необходимость разработки универсальных протоколов взаимодействия;

2) необходимость поддержки гетерогенной среды (Windows mobile, Symbian OS);

3) сложность обновления программного обеспечения.

Одной из основных проблем при организации сетевого взаимодействия Bluetooth-узлов в сети является ограниченность радиуса действия (10-15 м). Решить эту проблему можно на программном уровне посредством ретрансляции сообщений другими узлами сети. Таким образом, если расстояние между отправителем и получателем данных превышает 15 м, происходит поиск возможности передачи данных через промежуточные узлы сети. При этом расстояние между узлами, участвующими в пе-

25

№6(18)2008

о о

и

I

'S

0

1 «

о &

мз \

to «

0

to

Ü §

u to

Si «

to

SS

1

u

о &

e

о

Ig

0 §

! t

1

<u &

u ё

редаче данных, может увеличиться в несколько раз, что позволит развернуть сеть в больших помещениях (библиотеки, аудитории, лекционные залы).

Другие проблемы можно решить путем использования кроссплатформенной технологии разработки программного обеспечения на базе языковых средств Java. Подобную возможность предоставляет платформа J2ME (Java 2 Micro Edition), предназначенная для поддержки Java-приложений на мобильных устройствах. Набор пакетов классов, предоставляемых J2ME, несколько отличается от платформы Java 2 Standard Edition, так как мобильное устройство обладает меньшими аппаратными ресурсами, чем полномасштабный компьютер.

Стек Bluetooth-протоколов

Мобильный телефон с поддержкой Blue-tooth-связи предоставляет владельцу набор стандартных услуг локальной связи: поиск доступных для соединения мобильных устройств, соединение с обнаруженными или с уже имеющимися в списке устройствами и т.д. Программное управление Bluetooth-соединением осуществляется с помощью стека протоколов — L2CAP, OBEX, RFCOMM, SDP и др. (рис. 3).

APPLICATION

RFCOMM

TCS

SDP

L2CAP

HCl

LMP

RADIO

BASEBAND

Рис. 3. Стек протоколов Bluetooth

В частности, RFCOMM (Radio Frequency emulation of serial COM port) эмулирует последовательный порт RS232 на базе радиоканала.

Протокол OBEX (OBject Exchange Protocol) позволяет клиентскому приложению обмениваться данными (файлами, массивами байтов и т.п.) с сервером. Данные передаются в сопровождении заголовков OBEX — структур, содержащих служебную информацию. Подключение к серверу инициируется клиентской стороной. Клиент направляет серверу сообщения типа SETPATH (изменение текущей или создание новой директории на сервере), GET (получение объекта с сервера), PUT (передача объекта на сервер), ABORT (прерывание текущей операции Put или Get), DISCONNECT (завершение соединения). На любой запрос клиента сервер обязательно отвечает. Запрос и ответ составляют операцию OBEX.

Протокол работы с сервисами (SDP — Service Discovery Protocol) определяет регламент и методы создания в соответствующей базе данных (SDDB - Service Discovery Database) записей о сервисах, которые поддерживаются серверами, и обнаружения этих записей клиентами. Идея работы по протоколу SDP состоит в том, что сервер, предоставляя клиенту возможность использовать свои ресурсы, регистрирует для этого определенную запись о сервисе в собственной базе данных. Клиент, имея информацию об этом сервисе, проводит его поиск по идентификатору и в случае успешного поиска соединяется с нужным сервером.

Данный протокол определяет механизм поиска и обнаружения доступных сервисов, а также получения значений атрибутов найденных сервисов. Протокол предоставляет следующие возможности:

• организует единую систему идентификации сервисов, их классов и атрибутов;

• позволяет искать сервисы по их атрибутам;

• позволяет искать сервисы по их классу;

26

№>6(18)2008

• дает возможность получать данные о сервисах только по их идентификатору. Априори клиенту известен только идентификатор сервиса, и он, проведя поиск по этой строке среди доступных в окружении серверов, получив список поддерживаемых сервисов с такой строкой идентификации, может запросить по конкретным записям в этом списке более подробную информацию о данном сервисе;

• предоставляет возможность обнаруживать новые сервисы, когда клиент оказывается в зоне покрытия сервера или когда сервис создается на сервере;

• дает возможность определить, когда сервис становится недоступным;

• может использоваться на устройствах с ограниченной сложностью;

• реализует механизм последовательного получения данных о сервисе.

Базовые сервисы информационного пространства

К основным сервисам информационной системы с использованием беспроводной технологии и мобильных устройств пользователей можно отнести:

1) сервис локализации и определения местоположения. Предназначен для автоматического обнаружения, распознавания и идентификации мобильного устройства по уровню мощности радиосигнала при его попадании в соответствующие зоны доступа информационного пространства;

2) сервис персональной информационной поддержки. Позволяет пользователю получать по запросу необходимую информацию организационного, учебно-методического и справочного характера после прохождения автоматических процедур регистрации, идентификации и аутентификации пользователя;

3) сервис дистанционного управления. Предназначен для замены пультов дистанционного управления (ПДУ) на инфракрасной связи на используемые в качестве ПДУ мобильные средства связи и для их приме-

нения в целях управления программными g приложениями, виртуальными презента- is циями и объектами, компьютерным и пре- ^ зентационным оборудованием, оргтехни- < кой и т. д.

§ 5

Интеграция данных сервисов в рамках Ц корпоративного информационного про- < странства предполагает создание сложно- ® го программно-аппаратного комплекса, ко- | торый решает три целевые задачи: |

э

а

1) обнаружение и идентификация мо- ^ бильного средства связи при его попадании с| в зону доступа соответствующего стацио- £ нарного автономного (dongle) или встроен- § ного Bluetooth-модуля; Ц

2) передача на мобильное устройство с текстовой, графической или аудиоинфор- ^ мации по беспроводному радиоканалу передачи данных посредством стека Bluetooth-протоколов;

3) поддержка обратной связи для обеспечения возможности интерактивного дистанционного управления электронным оборудованием, программными приложениями, виртуальными объектами и презентациями на стационарном узле.

Интегрированная технология позволяет после обнаружения устройства пользователя в информационном пространстве одновременно получать необходимую аудиовизуальную информацию на сотовые телефоны и настраивать их на выполнение различных действий с программными приложениями, с объектами виртуальных сцен, с электронными бытовыми устройствами в зависимости от технических возможностей устройств и протоколов.

Принципы работы системы

Рассмотрим основные принципы работы системы персональной информационной поддержки и дистанционного управления на основе технологии Bluetooth [6, 7], которая позволяет пользователю получать необходимую информацию на мобильное уст-

ч 27

Ив6(18) 2008

I §

В ■в

0

t §

& U

S

eu

1 g

« s

CS g

Сканирующий

скрипт

Сбор информации

о наблю-

даемых

устройст- ТСР-

вах клиент

Передача данных

об устройствах

Клиент веб-приложений

Запрос контента от веб-сервера и регулярные проверки на обновление

Позиционирующий сканер

Вычисление места

расположения

устройства

Сервер веб-приложений

Генерация контента на основе данных позиционирующего сервера

Рис. 4. Схема работы системы

16-

11

4

-14-

-19-

7

20 18

15 13

10 8

5 3

0

-2

-5 -7

-10 -12

-15 -17

-20

Рис. 5. Границы зон доступа

Рис. 6. Интеллектуальный Bluetooth-модуль 28

ройство связи, а также управлять виртуальными объектами и приложениями.

На базовых узлах, оснащенных модулями Bluetooth-связи, устанавливается скрипт, который периодически сканирует ячейку доступа на предмет обнаружения в нем доступных мобильных устройств коммуникации (рис. 4).

Мобильные устройства Bluetooth периодически рассылают сигналы с информацией об уровне мощности передатчика. Базовый узел получает сигналы при попадании устройств в его ячейку, а его скрипт-сканер при помощи утилиты Hcitool извлекает значения параметров (RSSI, TLP, LQ) сигнала передатчика и при первом попадании в ячейку заносит устройство в список разрешенных. Далее запускается приложение-клиент, которое запрашивает позиционирующий сервер и передает ему запрос на передачу информации на мобильное устройство.

Сервер обрабатывает запросы, ранжируя их по мощности сигнала, полученного от передатчиков в ячейке, рассчитывает радиусы зон, в которых в данный момент времени расположены объекты идентификации, производит их распознавание по аппаратным адресам, которые регистрируются при первом попадании в ячейку (рис. 5). Если устройство не прошло процедуру регистрации, ему не разрешается получать информацию и выполнять сценарии управления.

Система предполагает событийное управление различными сценариями поведения для совершения заранее предопределенных действий в зависимости от определения местоположения мобильного Bluetooth-устройства. Эта технология может быть использована для управления различными бытовыми электронными устройствами и бортовыми системами, например, включение-отключение охранной сигнализации при приближении/удалении мобильного клиента, пуска системы зажигания двигателя и т. д. Если расположить интеллектуальные (smart-it) стационарные узлы возле конкретных объектов (рис. 6), в определенных областях, вдоль предполагаемых траекторий движения, то

Рис. 7. Музейный Bluetooth-гид

также можно информировать пользователей о различных событиях, об объектах, о маршрутах движения и т.д.

Например, технология может быть использована в музеях для автоматического предоставления посетителю аудиовизуальной информации о музейных экспонатах [7, 8, 9], рядом с которыми он находится в данный момент времени (рис. 7).

Классы и пакеты платформы J2ME для работы с Bluetooth

В последние 5 лет платформа J2ME, разработанная компанией Sun Microsystems на основе платформы J2SE, завоевала огромную популярность во всем мире [10, 11]. J2ME является значительным шагом вперед в беспроводной технологии по сравнению с существующими программными моделями в направлении переносимой, предназначенной для сети виртуальной машины Java. Для того чтобы поддержать гибкость и настройку на разные типы мобильных средств связи, архитектура J2ME спроектирована модульной и масштабируемой. В процессе разработки системы персональной информационной поддержки используются следующие основные пакеты платформы J2ME:

• пакет javax.bluetooth, который содержит класс DiscoveryAgent, предоставляющий возможности по осуществлению поиска доступных Bluetooth-устройств и их опросу

Ns6(18)2008

на предмет поддерживаемых сервисов. Для g решения данной задачи служат методы: |

□ Boolean StartInquiry (int Access- < Code, DiscoveryListener Liste- ^ ner) — начинает поиск Bluetooth- § модулей в зоне доступа в зависимо- § сти от значения аргумента Ac- < cessCode (DiscoveryAgent.GIAC или DiscoveryAgent.LIAC); §

□ RemoteDevice [ ] RetrieveDevices | (int Option) — возвращает список | заранее определенных устройств ** (если аргумент option равен Dis- е^ coveryAgent.PREKNOWN) или спи- g сок устройств, найденных в процес- ^ се предыдущего поиска (если аргу- J мент option равен DiscoveryAgent. с CACHED); ^

□ int SearchServices (int [ ] AttrSet, UUID [ ] UuidSet, RemoteDevice BtDev, DiscoveryListener DiscListener) — выполняет поиск сервисов на конкретном устройстве-сервере.

Пакет также содержит интерфейс DiscoveryListener, который реализуется клиентским классом и содержит следующие методы:

□ void DeviceDiscovered (RemoteDevice BtDevice, DeviceClass Cod),

вызываемый в случае обнаружения Bluetooth-устройства процедурой StartInquiry класса DiscoveryAgent;

□ void ServicesDiscovered (int TransID, ServiceRecord [ ] ServRecord), вызываемый в случае обнаружения сервисов в процессе работы метода SearchServices класса DiscoveryAgent;

• пакет javax.obex, который включает такие классы, как ServerRequestHandler, ResponseCodes, PasswordAuthentication, и ряд интерфейсов (ClientSession, HeaderSet, Operation, SessionNotifier, Authen-ticator).

N96(18)2008

При реализации серверной части системы серверный класс наследуется от ServerRequestHandler, поэтому в реализации, настраиваемой на конкретные Blue-tooth-устройства, может потребоваться перегрузка нескольких методов, например:

□ int onConnect (HeaderSet Request, HeaderSet Reply), который вызывается при инициировании клиентом процесса соединения с сервером и получении запроса CONNECT;

□ int onGet (Operation op), который вызывается при получении запроса GET от клиента.

=§ □ int onPut (Operation op), который

■§ вызывается при получении запроса

¿5 PUT от клиента.

И

| Интерфейс HeaderSet определяет мето-| ды и поля данных, которыми снабжена структура обмена информацией при пере-Ii даче пакетов OBEX. Например, с помо-I щью метода void getHeader (int headerID, Ц java.lang.Object headerValue) можно устало навливать поля, а метод java.lang.Object ! getHeader (int headerID) предназначен для Ü получения значений этих полей. Можно ус-§ тановить имя в поле HeaderSet.NAME (объ-f ект java.lang.String — строка символов | unicode) или длину пакета данных HeaderID Set.LENGTH (объект java.lang.Long). Кроме этого, методы HeaderSet getReceived-§ Headers и void sendHeaders (HeaderSet У headers) дают возможность соответствен-sl но получать и отправлять данные объектов Ü HeaderSet.

| Интерфейс Operation позволяет работе тать с операциями PUT или GET. Он на-§ следуется от интерфейса Javax.MicroEdi-| tion.io.ContentConnection, поэтому обла-Л дает методами по работе с потоками Л данных.

I Заключение

Основные работы по реализации системы ведутся в направлении использования в качестве стационарных узлов автономных

30 У

модулей Bluetooth в связи с возможностью их программирования и информационного наполнения, а также соединения в беспроводную распределенную самоорганизующуюся сеть для обмена информацией о перемещающихся мобильных устройствах и реализации функции роуминга. Подобная система может быть востребована в различных областях. Например, на железной дороге с помощью установки автономных модулей в вагонах можно хранить сопроводительную информацию о грузах и пунктах назначения и передавать ее на коммуникатор сортировщика и машиниста при сортировке вагонов, обеспечивать охрану и информационное сопровождение грузов.

В заключение определим перспективные направления исследований в области использования технологий беспроводной связи, в области организации и синтеза гетерогенных многоячеистых самоорганизующихся сетей, систем мониторинга и информационного управления в технических и социально-экономических структурах. Выделим следующие задачи:

1. Разработка архитектуры программно-аппаратного комплекса персональной информационной поддержки для владельцев мобильных средств связи (сотового телефона, смартфона, коммуникатора, карманного компьютера, ноутбука) с целью представления текстовой, графической и потоковой мультимедийной (аудио- и видео-) информации в режиме реального времени.

2. Организация подобных систем персональной и корпоративной информационной поддержки в различных зонах публичного доступа, в административных, образовательных и культурных учреждениях. Основными достоинствами использования данных систем являются применение безлицензионных диапазонов радиосвязи, малая мощность приемопередатчиков, возможность длительной эксплуатации мобильных устройств без подзарядки аккумуляторов и отсутствие затрат со стороны владельцев на оплату услуг провайдеров сотовой связи

№>6(18)2008

при получении информационно-справочной информации.

3. Создание «электронных гидов», «интеллектуальных» маршрутов и информационно-справочных зон путем размещения устройств информационной поддержки на базе автономных или подключенных к общей информационной системе Bluetooth-модулей в определенных областях, вдоль предполагаемых траекторий движения. Подобную технологию можно использовать в музеях в качестве «интеллектуального гида» для автоматического предоставления посетителю необходимой аудиовизуальной информации об артефактах, рядом с которыми он находится в данный момент времени.

4. Разработка системы локализации и определения местоположения устройств пользователя, автоматической идентификации и аутентификации по адресной информации, хранящейся в мобильном устройстве. Данная технология полезна при использовании в системах охраны и видеонаблюдения в местах общественного доступа.

5. Разработка системы дистанционного управления, встраиваемой в мобильные средства связи (например, для использования сотового телефона в качестве ПДУ бытовой радиоэлектроники, «электронных ключей», брелка охранной сигнализации и т.д.).

6. Разработка мультиплатформенной архитектуры системы мобильной связи на основе самоорганизующихся пиринговых сетей с возможностью дальнейшей интеграции технологий сотовой и спутниковой телефонии и интернет-технологий.

Список литературы

1. The Official Bluetooth Membership site. Bluetooth Special Interest Group <https://www.bluetooth. org>.

2. Bluetooth Specifications Version 2.0. <http:// www.proteam.com.cn/bluetooth/documents/specis/ Bluetooth_20_Radio.pdf>.

3. Raju L., Ganu S., Anepu B., Seskar I., Ray-chaudhuri D. BEacon Assisted Discovery Protocol

(BEAD) for Self-Organizing Hierarchical Wireless g

Ad-Hoc Networks. Proceedings of IEEE Global Tele- §

communication Conference (GLOBECOM 2004). |

Dallas, TX. November 2004. <

4. Финогеев А.Г. Моделирование и исследо- ^ вание системно-синергетических процессов § в информационных средах: Монография. Пенза: Ц Изд-во ПГУ, 2004. <

5. Zhao S., Seskar I., Raychaudhuri D. Performance and scalability of self-organizing hierarchical | ad hoc wireless networks. Proceedings of the IEEE | Wireless Communications and Networking Confe- Ц rence (WCNC 2004), 2004. ¿e

6. GanuS., ZhaoS., RajuL., Anepu B., Seskar I., c| Raychaudhuri D. Architecture and prototyping of an "g 802.11-based self-organizing hierarchical ad-hoc §

wireless network (SOHAN). International Symposi- J

©

um on Personal, Indoor and Mobile Radio Commu- с nications (PIMRC 2004), September 2004. ^

7. Finogeev A. System of the removed management 3D-presentations for virtual museums and galleries//EVA. 2006. Florence; Cappellini V., HemsleyJ. (2006) (Eds.): Electronic Imaging & the Visual Arts. Proceedings of the EVA 2006 conference. April 3-7. Italy: Florence. С. 93-99.

8. Finogeev A. G., Finogeeva A.Z. Digital restoration, 3D reconstruction and remote control technology concerning Web-presentations of monument architectural heritage System of the removed management 3D-presentations for virtual museums and galleries // EVA. 2007. Florence; Cappellini V.; Hemsley J. (2007) (Eds.): Electronic Imaging & the Visual Arts. Proceedings of the EVA 2007 conference. March 26-30. Italy: Florence. Le Officine Grafiche Technoprint, Bologna, 2007. C. 152-157.

9. Finogeev A. G., Maslov V.A., Finogeev A.A., Bukin K.A. Interactive system for information support museum visitors on base Bluetooth technologies // EVA. 2008. Florence; Cappellini V.; Hem-sley J. (2008) (Eds.): Electronic Imaging & the Visual Arts. Proceedings of the EVA 2008 conference, April 16-18. Italy: Florence. Le Officine Grafiche Technoprint, Bologna, 2008. C. 152-157.

10. Topley K. J2ME in a Nutshell. Publisher: O'Reilly Edition. March 2002.

11. Горнаков С. Г. Программирование мобильных телефонов на Java 2 Micro Edition. М.: ДМК Пресс, 2004.

ч 31