Πανεπιστήμιο Κρήτης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών ΗΥ335a Δίκτυα Υπολογιστών Διδάσκουσα: Παπαδοπούλη Μαρία 2015-2016 BlindSense Ομάδα: Αθανασάκη Ευαγγελία 3076 (csd3076@csd.uoc.gr) Αναγνώστου Λεωνίδας 2828 (lanag@csd.uoc.gr) Βλυσίδου Σμαράγδα 2882 (vlyssidou@csd.uoc.gr) Λιονής Νικόλαος 3091 (csd3091@csd.uoc.gr) Λύκος Στυλιανός 3089 (csd3089@csd.uoc.gr) Πεχυνάκη Μαμουνάκη Αικατερίνη 3103 (csd3103@csd.uoc.gr) Χατζηανέστης Εμμανουήλ 2905 (hatzian@csd.uoc.gr) 1/9
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ι. Περιγραφή.. 3 ΙΙ. Σχετικές εργασίες...4 ΙΙΙ. Αρχιτεκτονική ανάλυση....5 ΙV. Ανάλυση απόδοσης..8 V. Πήγες..9 2/9
I. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Στην προσπάθεια δημιουργίας ενός κόσμου πιο φιλικού προς τα άτομα με ειδικές ανάγκες τέθηκε το ζήτημα έμπνευσης εφαρμογών για τη διευκόλυνση της καθημερινότητας τους. Η BlindSense είναι μια εφαρμογή που απευθύνεται στα άτομα με πρόβλημα στην όραση. Πιο συγκεκριμένα, όταν ο χρήστης βρεθεί σε κάποιο χώρο, όπως κάποια πλατεία ή δρόμο, όπου περιβάλλεται από διάφορες υπηρεσίες π.χ. τράπεζες, φαρμακεία, supermarket, σημεία εστίασης κ.α, θα μπορεί έχοντας μια συσκευή που θα λειτουργεί τη συγκεκριμένη εφαρμογή να ενημερώνεται με κατάλληλα ηχητικά μηνύματα για την ύπαρξη των υπηρεσιών αυτών. Οι πληροφορίες που προσφέρονται από την εφαρμογή δεν θα είναι στατικές αλλά θα μεταβάλλονται δυναμικά καθώς μεταβάλλεται και η θέση της συσκευής δηλαδή ο χρήστης. Με αυτό τον τρόπο εξασφαλίζουμε καλύτερη λειτουργικότητα και άμεση ενημέρωση για τις υπηρεσίες περιβάλλοντα χώρου ανά πάσα στιγμή χωρίς να επιβαρύνουμε το χρήστη με περιττό κόπο. 3/9
II. ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ Αρκετές εφαρμογές υπάρχουν ήδη υλοποιημένες των οποίων ο στόχος είναι η διευκόλυνση των ανθρώπων με προβλήματα στην όραση. Μερικές από αυτές είναι το Ariadne GPS, Seeing Eye GPS, BlindSquare κ.α. Οι προαναφερθείσες εφαρμογές βασίζουν την καθοδήγηση του χρήστη αξιοποιώντας τις δυνατότητες GPS που διαθέτει η συσκευή. Αναλυτικότερα προσδιορίζουν την ακριβή θέση της συσκευής χρησιμοποιώντας την παραπάνω υπηρεσία και ο χρήστης είτε ζητάει να ενημερωθεί γενικά για το τι υπάρχει γύρο του είτε προσδιορίζει ποιος είναι ο προορισμός του και του δίνονται οδηγίες για τη διαδρομή. Η BlindSense είναι μια εφαρμογή της οποίας η λειτουργιά δε βασίζεται στο GPS της συσκευής άλλα άπλα στη δυνατότητα αυτής να εντοπίζει τα δίκτυα που βρίσκονται εντός εμβέλειας (λεπτομέρειες θα αναφερθούν παρακάτω). Το γεγονός ότι η λειτουργία της δεν στηρίζεται σε χάρτες αφαιρεί την πιθανότητα λανθασμένης ενημέρωσης του χρήστη λόγω τυχόν λάθος ή ελλειπής χαρτογράφησης κάποιας περιοχής. Επίσης με την αποδέσμευση χρήσης του internet δίνεται η δυνατότητα στο χρήστη να χρησιμοποιήσει την εφαρμογή οπουδήποτε ακόμα και αν η κάλυψη σήματος ή η όποια πρόσβαση στο internet δεν είναι εφικτή. Ένα ακόμα πλεονέκτημα της BlindSense είναι ότι λόγω της ανεξαρτησίας της από τις υπηρεσίες GPS δεν χρειάζεται ιδιαίτερα πολύς αδέσμευτος χώρος στη συσκευή πράγμα που την κάνει προσιτή σε μεγαλύτερο εύρος συσκευών. 4/9
III. ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Σε ενα LAN 802.11 (γνωστό ως WiFi) το θεμελιώδες δομικό στοιχείο της αρχιτεκτονικής είναι το βασικό σύνολο υπηρεσιών (basic service set, BSS). Ένα BSS περιέχει έναν ή περισσότερους ασυρμάτους σταθμούς και έναν κεντρικό σταθμό βάσης γνωστό ως σημείο προσπέλασης (access point, AP) όπως βλέπουμε παρακάτω (εικόνα 3.1). εικονα 3.1 Αρχιτεκτονικη LAN IEEE 802.11 (Kurose, 2015:527) Το πρότυπο 802.11 απαιτεί ένα AP να στέλνει περιοδικά πλαίσια ραδιοφάρου (beacon frames), το καθένα από τα οποία περιεχέι το SSID (service set identifier, όταν ένας διαχειριστής δικτύου εγκαθιστά ένα AP του εκχωρεί ένα SSID μιας ή δυο λέξεων) και τη διεύθυνση MAC του AP. Ο ασύρματος σταθμός σαρώνει τα κατάλληλα κανάλια ψάχνοντας για Beacon frames από οποιαδήποτε AP βρίσκονται εκεί κοντά. Η διαδικασία σάρωσης και ακρόασης των Beacon Frames είναι γνωστή ως παθητική σάρωση (passive scanning)(βλ. Εικονα 3.2a). Ένας ασύρματος σταθμός όμως μπορεί επίσης να κάνει ενεργή σάρωση (active scanning), εκπέμποντας ένα πλαίσιο βολιδοσκόπησης, όπου θα ληφθεί από όλα τα AP μέσα στην ακτίνα δράσεως του σταθμού. Τα ΑΡ αποκρίνονται στο πλαίσιο αίτησης βολιδοσκόπησης μ' ένα πλαίσιο απόκρισης βολιδοσκόπησης που θα λάθει ο ασύρματος σταθμός(βλ. Εικονα 3.2b). 5/9
εικόνα 3.2 Ενεργή και παθητική σάρωση για τα σημεία προσπέλασης (Kurose, 2015:531) Λειτουργίες του Access Point Τα πράγματα που πρέπει να κάνει το Access Point (ΑΡ) είναι πολύ λίγα, άλλα συμβάλουν σημαντικά στη ποιότητα των πληροφοριών που παρέχει το BlindSense. Πιο συγκεκριμένα με τρόπο ανάλογο της εκχώρησης SSID στο ΑΡ θα δημιουργείται το προφίλ με τις πληροφορίες που θέλει να στείλει στην εφαρμογή. Αυτό μπορεί να υλοποιείται εύκολα από κάποιον διαχειριστή του δικτύου. Λειτουργίες του BlindSense Το BlindSence είναι μια εφαρμογή όπου ανεξάρτητα από οποιαδήποτε άλλη λειτουργία της συσκευής μόλις τεθεί σε λειτουργία θα πραγματοποιεί ενεργή σάρωση (active scanning) και θα ζητάει από τα ΑΡ που βρίσκονται εντός της ακτίνας δράσεως της, τα profiles που έχουν δημιουργηθεί γι αυτήν. Έτσι η συσκευή θα μπορεί να συλλέγει πληροφορίες για κάποια υπηρεσία χωρίς να χρειάζεται να συνδεθεί στο εκάστοτε AP και μετά να του αποσταλούν τα data που θέλει. Μόλις η συσκευή λάβει τα μηνύματα απόκρισης από τα ΑΡs θα δημιουργεί μια λίστα με τα profiles που έχει μαζέψει και με ένα κατάλληλα διαμορφωμένο ηχητικό interface θα ενημερώνει το χρήστη για τις υπηρεσίες που βρίσκονται στον περιβάλλοντα χώρο του. Η σάρωση θα γίνεται ανά τακτά χρονικά διαστήματα ώστε να προστίθενται στη λίστα νέα APs που βρέθηκαν εντός εμβέλειας της συσκευής άλλα και να αφαιρούνται αυτά που έπαψαν. 6/9
Η παραπάνω λειτουργία είναι χρήσιμη ώστε να έχει ο χρήστης της εφαρμογής μια γενική εικόνα για το τι υπάρχει γύρο του. Τι γίνεται όμως αν θέλει να χρησιμοποιήσει κάποια υπηρεσία από αυτές που του προτάθηκαν; Το BlindSense πρoσφέρει μεσώ ηχητικών εντολών τη δυνατότητα να μπορεί ο χρήστης να επιλέξει κάποια υπηρεσία που βρίσκεται στη λίστα και να μάθει τη σχετική απόσταση της από τη θέση του. Γνωρίζοντας ότι το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 στοχεύει στην επικοινωνία ανάμεσα σε συσκευές που απέχουν μέχρι 100 μέτρα (εκτός της περίπτωσης που το 802.11χρησιμοποιειται για επικοινωνία σημείου-προς-σημείο με μια κατευθυντική κεραία) από την ισχύ με την οποία λαμβάνουμε το σήμα μπορούμε να βρούμε την σχετική απόσταση του ΑΡ και άρα της υπηρεσίας που θέλουμε. Όμως το σημείο προσπέλασης μπορεί να έχει τοποθετηθεί οπουδήποτε εσωτερικά στο όπου θέλει να εξυπηρετεί και αν ο χώρος είναι μεγάλος η απόκλιση στην απόσταση που αναφέρεται στο BlindSense και της πραγματικής να διαφέρουν αρκετά. Είναι ένα πρόβλημα το οποίο μπορεί να αντιμετωπιστεί αρκετά εύκολα, άλλα με ευθύνη του διαχειριστή του κάθε δικτύου αυτή τη φορά, πχ άπλα με την προσάρτηση ενός wireless repeater κοντά στην είσοδο. Είναι θεμιτό ο χρήστης να μπορεί θέτει κριτήρια στην σάρωση που εκτελείται. Αναλυτικότερα αν οριστεί κάποιος περιορισμός από το χρήστη η συσκευή διαμορφώνει το beacon frame ανάλογα και το αποστείλει όλα τα APs λαμβάνουν αυτό το πλαίσιο και αποκρίνονται μόνο αν πληρούν τις προϋποθέσεις του. Επιλέγουμε να γίνεται με αυτό το τρόπο το filtering και όχι να λαμβάνονται όλα τα Aps που βρίσκονται εντός εμβέλειας της συσκευής και να κάνει το διαχωρισμό η εφαρμογή γιατί θα απαιτούσε περισσότερο χρόνο και ίσως περισσότερους υπολογιστικούς πόρους. 7/9
IV. ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗΣ Από τα μεγαλύτερα θετικά του BlindSense είναι η αποδοτικότητά της. Μην έχοντας υποχρεωτική τη σύνδεση με το κάθε δίκτυο για την ανταλλαγή των δεδομένων, καθώς και ελάχιστη χρήση γραφικού περιεχομένου, η κατανάλωση της μπαταρίας της συσκευής, παραμένει σε χαμηλά επίπεδα. Επίσης, πέραν της ανεξαρτησίας της από τη σύνδεση με το κάθε δίκτυο είναι και ανεξάρτητη των δεδομένων δικτύου του τηλεφώνου, επομένως δεν επηρεάζεται από την απόδοση στο σήμα του δικτύου που προσφέρει κάθε εταιρεία κινητής τηλεφωνίας. Επιπροσθέτως η εφαρμογή, δεν απαιτεί χρήση περαιτέρω Hardware, ούτε από τον χρήστη, αλλά πολύ πιθανά ούτε και από τα δίκτυα με τα οποία χρειαζόμαστε αλληλεπίδραση, καθιστώντας την αρκετά οικονομική και για τις δύο πλευρές. Χρησιμοποιώντας, ένα κατάλληλα διαμορφωμένο voice interface, η εφαρμογή μπορεί να αξιοποιήσει φωνητικές εντολές. Επίσης, προσφέρει ένα μενού από επιλογές για τον χρήστη, καθώς και παροχή φίλτρων για τα καταστήματα που εκείνος ψάχνει, βοηθώντας τον έτσι να γλιτώσει χρόνο, καθώς και συμφόρηση πληροφοριών κατά τη διάρκεια μιας διαδρομής. 8/9
V. ΠΗΓΕΣ http://www.ariadnegps.eu/ http://www.senderogroup.com/products/shopseeingeyegps.htm http://blindsquare.com/ https://www.google.gr/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahukewjl- LvJrtTKAhVG2ywKHauoATsQFggaMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.tarfandestan.com%2Fforum %2Fattachments%2F128415d1364149567-fqo47-computer-networking-a-topdown-approach-6thedition-pdf&usg=AFQjCNEkzpnGokKF1MNK8_sHZ8FI6cAf0w&bvm=bv.113034660,d.bGg 9/9