POLITECHNIKA WARSZAWSKAWydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Instytut Radioelektroniki

PRACA DYPLOMOWA – INŻYNIERSKA

Piotr Marek Mazur

MODUŁ WSPÓŁPRACY DETEKTORA UPADKU Z TELEFONEM KOMÓRKOWYM

Kierownik pracy

Dr inż. Marian Kazubek

Ocena ...........................................

...........................................

Podpis Przewodniczącego

Komisji Egzaminu Dyplomowego

WARSZAWA 2008

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

Serdecznie podziękowania składam

Panu dr. inż. Marianowi Kazubkowi

za cierpliwość, przychylność oraz pomoc przy

realizacji niniejszej pracy.

2

Piotr Mazur

Specjalność: Elektronika i Informatyka w

Medycynie

Data urodzenia: 30 marzec 1985

Data rozpoczęcia studiów: październik 2004 r.

ŻYCIORYS

Urodziłem się 30 marca 1985 roku w Gdyni. W 1992 roku rozpocząłem naukę w Szkole

Podstawowej nr 18 w Gdyni. W 2000 roku przeprowadziłem się do Warszawy, gdzie

dostałem się do II Liceum Ogólnokształcącego im. Stefana Batorego – klasa o profilu

matematyczno – fizycznym. W 2004 roku zdałem egzamin maturalny, oraz rozpocząłem

studia na Wydziale Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej.

Kształcę się na specjalności Elektronika i Informatyka w Medycynie.

..............................................

Piotr Mazur

EGZAMIN DYPLOMOWY

Złożył egzamin dyplomowy w dniu.............................

z wynikiem ....................................................................

Ogólny wynik studiów..................................................

Dodatkowe uwagi i wnioski Komisji.............................

………………………………………………………….

3

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

Streszczenie

Praca niniejsza zawiera projekt oprogramowania telefonu komórkowego umożliwiającego

odbiór komunikatów alarmowych z detektora upadku lub innych urządzeń monitorujących.

Aplikacja ma za zadanie nawiązać połączenie bezprzewodowe pomiędzy wymienionym

urządzeniem a telefonem komórkowym. W ramach pracy stworzyłem program na telefon

komórkowy napisany w języku programowania Java 2 Micro Edition. Do zakresu pracy

należało zapoznanie się z technologią Bluetooth oraz stworzenie aplikacji działającej na

telefonie komórkowym.

Module connecting man down detection

device with mobile phone

Summary

The goal of the project was to create a complementary software for the man down

detection module created by Jarosław Leksinski. The implemented application is supposed to

create a connection between this module and a mobile phone. I have created a midlet working

on a mobile phone using Java 2 MicroEdition. The work included gathering knowledge about

Bluetooth technology and creation of an application capable of working on a mobile phone.

4

Piotr Mazur

Spis treści

1. Wstęp

2. Cel pracy

3. Założenia funkcjonalne

4. Przegląd dostępnych na rynku rozwiązań monitoringu pacjenta

5. Łączność bezprzewodowa

5.1 Dostępne rozwiązania

5.2 Transmisja poprzez Bluetooth

5.3 Architektura system

5.4 Warstwy protokołu

5.5 Struktura pakietu

6. Telefon komórkowy jako nośnik oprogramowania

6.1 Charakterystyka

6.2 Systemy operacyjne

6.3 Wybór języka programowania

6.4 Java 2 Micro Edition

7. Projekt modułu  oprogramowania telefonu komórkowego

7.1 Założenia projektowe

7.2 Detektor upadku

7.3 Algorytm

7.4 Środowisko programistyczne

7.5 Implementacja

8. Realizacja

9. Podsumowanie

9.1 Spełnienie założeń

9.2 Możliwości rozwoju pracy

10. Bibliografia

5

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

1. Wstęp

Realizacja pracy dyplomowej zawiera projekt oprogramowania telefonu komórkowego

umożliwiającego odbiór komunikatów alarmowych z detektora upadku lub innych urządzeń

monitorujących.

Stały monitoring pacjenta jest dzisiaj niezmiernie ważną dziedziną medycyny. Związane

jest to z wieloma czynnikami. Hospitalizowanie osoby tylko częściowo niesprawnej wiąże się

z równie wysokimi kosztami, jak osoby ciężko chorej. Pomijając aspekt czysto ekonomiczny

należy pamiętać, iż przebywanie w szpitalu czy klinice nie należy do najprzyjemniejszych. W

związku z powyższym racjonalne jest umożliwienie pacjentowi jak najszybszego powrotu do

jego codziennego stylu życia. Z pomocą przychodzą nowe technologie, które umożliwiają

monitorowanie pacjenta na odległość. Telemedycyna jest połączeniem szerokiego wachlarza

dziedzin nauki, jak: radiokomunikacja, telekomunikacja, elektronika czy informatyka. Istnieją

na rynku produkty, które stale przesyłają do ośrodków monitorujących poprzez Internet czy z

wykorzystaniem telefonii komórkowej informacje z urządzeń bezpośrednio przyczepionych

do badanych pacjentów. Niniejsza praca inżynierska jest kolejnym tego typu przykładem

urządzenia.

Jeden z wariantów stałego monitoringu polega na wyposażeniu pacjenta w niewielkie

urządzenie, które zbiera wybrane informacje, a następnie łączy się z terminalem

odpowiadającym za przesyłanie danych. Terminalem może być telefon komórkowy bądź

komputer stacjonarny z połączeniem do Internetu. W kwestii samego połączenia pomiędzy

urządzeniem monitorującym a terminalem możliwe są warianty: przewodowe bądź

bezprzewodowe. Biorąc pod uwagę wygodę pacjenta oraz ogólną użyteczność najlepiej

wybrać coraz bardziej rozpowszechniony wariant bezprzewodowy. Przy założeniu, że

monitor jest urządzeniem lekkim i posiada niewielki rozmiar, oraz że łączy się

bezprzewodowo z terminalem odpowiadającym za przesyłanie danych, otrzymujemy

rozwiązanie bardzo wygodne z punktu widzenia pacjenta oraz skuteczne w działaniu z punktu

widzenia zespołu monitorującego.

6

Piotr Mazur

2. Cel pracy

Celem pracy jest napisanie oprogramowania na telefon komórkowy, które umożliwi stały

monitoring pacjenta z wykorzystaniem istniejącego detektora upadku lub innego urządzenia.

Telefon komórkowy ma za zadanie nawiązać połączenie bezprzewodowe z urządzeniem

monitorującym pacjenta. Cały zestaw ma za zadanie zidentyfikować ewentualny upadek

monitorowanej osoby. W momencie, kiedy dojdzie do sytuacji niebezpiecznej dla osoby

monitorowanej, telefon komórkowy wyśle wiadomość informującą o zdarzeniu osobę z listy

kontaktowej.

Aplikacja na telefon komórkowy musi spełniać kilka kryteriów. Pierwszym z nich jest

możliwość instalacji na jak największej ilości dostępnych na rynku aparatów, aby gotowe

rozwiązanie było dostępne dla jak największej grupy ludzi. Wiążą się z tym niskie

wymagania sprzętowe, oraz wybór odpowiedniego środowiska programistycznego,

umożliwiającego napisanie oraz uruchomienie aplikacji na aparatach telefonicznych licznych,

dostępnych na rynku producentów. Ponadto niezmiernie istotna jest prostota interfejsu, aby

mogły z niej korzystać osoby nieznające się na zaawansowanych programach.

7

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

3. Założenia funkcjonalne

Projekt pracy zakłada stworzenie systemu do monitoringu pacjenta. Osoba monitorowana

będzie miała stale przy sobie urządzenie, które sprawdzać będzie, czy nastąpił upadek badanej

osoby. W sytuacji, gdy zajdzie takie zdarzenie, dochodzi do wygenerowania sygnału

alarmowego. Wówczas nastąpić musi przesłanie sygnału do terminala, który będzie w stanie

automatycznie przesłać daną informację do odpowiednich osób, zespołu monitorującego

pacjenta albo do najbliższej rodziny, w celu powiadomienia ich o zajściu zdarzenia.

Urządzeniem, które najlepiej nadaje się na pełnienie funkcji terminala, jest telefon

komórkowy. W ostatnich latach to urządzenie stało się na tyle powszechnie, że korzysta z

niego niemal każdy. W kwestii połączenia telefonu komórkowego z monitorem można

wybrać pomiędzy połączeniem bezprzewodowym, a połączeniem przewodowym. Ze względu

na wygodę pacjenta zdecydowałem się na połączenie bezprzewodowe. Z pośród dostępnych

na rynku, i możliwych do zaimplementowania na telefon komórkowy, istnieje połączenie z

wykorzystaniem modułu Bluetooth oraz IrDA, lub połączenie sieciowe WLAN.

W kwestii samego oprogramowania telefonu, należy wybrać taki model, który umożliwi

uruchomienie aplikacji na możliwie jak największej ilości aparatów dostępnych na rynku.

Ponadto niezmiernie istotną kwestią jest umożliwienie współpracy danej aplikacji z wieloma

detektorami, nie tylko upadku. Można to uzyskać poprzez zoptymalizowanie kodu, który

pozwoli na określenie, z którymi urządzeniami poprzez Bluetootha nasz telefon ma się

połączyć, oraz określanie w aplikacji sposobu interpretacji dochodzących sygnałów. Istotny

jest tutaj wybór języka programowania, który w przyszłości umożliwi łatwy rozwój aplikacji i

dodawanie kolejnych funkcjonalności rozbudowujących moduł wysyłania informacji

alarmowych.

Ostatnim kryterium jest prostota działania. Aplikacja powinna być prosta w obsłudze,

przejrzysta, czytelna, zawierać jedynie te opcje, które są niezbędne do poprawnego działania.

8

Piotr Mazur

4. Przegląd dostępnych na rynku rozwiązań monitoringu pacjenta

Telemedycyna jest bardzo silnie rozwijającą się w ostatnich latach dziedziną medycyny.

Istnieje na rynku sporo nowoczesnych systemów monitoringu pacjenta, zarówno offline

(wykonujemy pomiar, a następnie przesyłamy wyniki do centrum diagnostycznego ) jak i

online (jesteśmy stale podłączeni do urządzenia badającego, a nasze wyniki są na bieżąco

wysyłane do centrum diagnostycznego). Krajami najsilniej rozwijającym tę gałąź wiedzy są

Stany Zjednoczone oraz Niemcy.

Do najnowocześniejszych rozwiązań z tej dziedziny należy Vitaphone, który powstał w

niemieckiej firmie Vitaphone GmbH. Projekt skierowany jest do osób powyżej 60 roku życia.

Rysunek 1 Vitaphone Tele-Care-Monitor 3370

Zintegrowany system Vitaphone Tele-Care-Monitor 3370 na bieżąco kontroluje takie

krytyczne dla naszego zdrowia miary jak: EKG, ciśnienie, poziom cukru, saturację krwi.

Zestaw na bieżąco jest podłączony poprzez Bluetooth lub IrDA z telefonem komórkowym, co

w sytuacji zagrożenia stanu zdrowia umożliwia bezpośrednie przesłanie na ten temat

informacji do centrum monitorującego.

W naszym kraju istnieje również sporo gotowych rozwiązań dla pacjentów. Niestety nie

są dotychczas dostępne systemy typu online. Wśród rozwiązań offline zdecydowanie

najbardziej rozpowszechnione są tzw. kardiofony. Program KARDIOFON został

uruchomiony w 1996 roku. Pacjent biorący w nim udział otrzymuje z Centrum Nadzoru

Kardiologicznego rejestrator sygnału EKG. W każdej niepewnej sytuacji może z niego

9

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

skorzystać, przesyłając sygnał z rejestratora do CNK, zarówno poprzez telefon analogowy

bądź cyfrowy. W centrum znajduje się centralna baza danych pacjentów, w związku z

powyższym można od razu po otrzymaniu badań prześledzić dotychczasową historię choroby.

Rysunek 2 Kardiofon

Równolegle do tego systemu działa również system TeleEKG firmy PRO-PLUS. Idea jest

dokładne taka sama, co systemu Kardiofon. Ten system również umożliwia przesyłanie

danych poprzez telefon analogowy bądź cyfrowy, dodatkowo możliwe jest przesyłanie

badania z wykorzystaniem portu podczerwieni w telefonie komórkowym.

Rysunek 3 TeleEKG firmy PRO-PLUS

Istnieją na rynku systemy podobne w funkcjonalności do projektowanego przeze mnie,

niemniej jednak nie zdążyły jeszcze na stałe wpisać się do praktyki lekarskiej w naszym

kraju. Wraz z biegiem czasu muszą zyskać na popularności, gdyż systemu zdalnego

monitoringu zdrowia pacjenta są tańsze, dużo bardziej efektywne i wygodne z punktu

widzenia zarówno osoby monitorowanej jak i monitorującej. Przyszłość należy do

telemedycyny.

10

Piotr Mazur

5. Łączność bezprzewodowa

5.1 Dostępne rozwiązania

Istnieje na rynku kilka godnych uwagi sposobów przesyłania sygnałów bezprzewodowo

pomiędzy telefonem komórkowym a innym urządzeniem. Podczas rozwiązywania tej kwestii

szczególnie trzy typy połączeń wymagały dokładniejszego przyjrzenia się. Należą do nich

połączenia poprzez: IrDA, Bluetooth oraz WLAN.

IrDA (Infrared Data Asociation) – standard transmisji danych z wykorzystaniem

podczerwieni. Implementowany jest w większości dostępnych na rynku telefonów

komórkowych oraz komputerów. Ponadto istnieją oddzielne adaptery, które można instalować

przy innych urządzeniach, które mają również brać udział w wymianie danych.

Połączenie pomiędzy dwoma przyrządami jest typu punkt-punkt. Szybkość transmisji

zależy oczywiście od obu adapterów IrDA biorących udział w przepływie danych, niemniej

jednak minimalna szybkość to 9,6 kb/s, co w zupełności wystarczyłoby do monitorowania

pacjenta w projekcie modułu współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym.

Istotnym ograniczeniem podczerwieni jest 1 metr zasięgu adapterów, oraz 30° kąt widzenia

pomiędzy dwoma urządzeniami.

Dane przesyłane są w kilku warstwach Jedną z dostępnych opcji przy tej transmisji

danych jest emulacja portu szeregowego lub równoległego (IrCOMM).

WLAN (Wireless Local Area Network) – kolejnym ciekawym i skutecznym

rozwiązaniem byłoby połączenie typu adhoc (bezpośrednie) telefonu komórkowego z

detektorem monitorującym z wbudowaną bezprzewodową kartą sieciową zgodną ze

standardem IEEE802.11. W zależności od standardu, który spełniają obie karty, szybkość

transmisji wacha się w granicach 1MB/s do nawet 540 MB/s. Rozwiązanie tego typu wymaga

11

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

jednak dość drogiego sprzętu, zarówno telefonu komórkowego z kartą sieciową WLAN, jak i

wbudowanej karty sieciowej z możliwością konfigurowania ustawień połączeń po stronie

urządzenia monitorującego.

Bluetooth – standard opisujący bezprzewodową komunikację

pomiędzy dowolną ilością urządzeń krótkiego zasięgu. W zależności od wersji standardu

zasięg wynosi od kilku do kilkudziesięciu metrów. Ponieważ transmisja danych odbywa się

poprzez fale radiowe o częstotliwości 2,4GHz, nie stanowi problemu fakt, że np. dwa

urządzenia znajdują się w oddzielnych pomieszczeniach. Szybkość transmisji danych również

zależna jest od standardu modułu Bluetooth wbudowanego w urządzenie, minimalna wartość

to 721 kb/s, maksymalnie do 3Mb/s. Architektura systemu zakłada łączenie się

poszczególnych urządzeń z wykorzystaniem łącza szeregowego

Spośród trzech najbardziej pasujących do spełnienia założeń projektu form komunikacji

bezprzewodowej najbardziej odpowiadające założeniom o wygodzie pacjenta są komunikacja

z wykorzystaniem technologii Bluetooth oraz WLAN. Co do szybkości transmisji danych

WLAN zdecydowanie przewyższa IrDA oraz Bluetooth. Pozostaje jeszcze kwestia

dostępności. Po analizie dostępnych na rynku telefonów komórkowych nie tylko najnowszej

generacji okazało się, iż zdecydowanie najwięcej aparatów wyposażonych jest w Bluetooth.

W związku z powyższym zdecydowałem, że telefon komórkowy będzie łączył się z

urządzeniem monitorującym poprzez tę technologię.

5.2 Transmisja przez Bluetooth

Bezprzewodowa transmisja danych z wykorzystaniem protokołu Bluetooth odbywa się

poprzez fale radiowe w paśmie ISM ( Industrial, Scientific, Medical ) o częstotliwości w

granicach 2,4 GHz. W celu wyeliminowania problemów z połączeniami wynikającymi z

faktu, iż z częstotliwości ISM korzysta wiele innych urządzeń, protokół Bluetooth dzieli

przedział częstotliwości 2.402 GHz – 2.480 GHz na 79 kanałów, każdy o dzerokości 1 MHz.

Podczas transmisji protokół zmienia kanały z częstotliwością 1600 razy na sekundę, co

12

Piotr Mazur

praktycznie wyklucza zakłócenia związane z nadawaniem sygnałów przez inne urządzenia na

częstotliwości 2.45 GHz.

W zależności od mocy adaptera Bluetooth urządzenia są w stanie komunikować się na

odległości od 1 metra do nawet 100 metrów. Ponieważ mamy do czynienia z radiową

transmisją danych, nie jest konieczne, aby oba urządzenia znajdywały się w tym samym

pomieszczeniu, ważne, żeby pozostawały w swoim zasięgu. Odległość pomiędzy

urządzeniami zależy od mocy nadajnika, a ta zależy wprost od klasy mocy. W standardzie

Bluetooth występują 3 klasy mocy:

Klasa mocy Zasięg [m]

Klasa 1 100

Klasa 2 10

Klasa 3 1

Szybkość transmisji zależy od zaimplementowanej w urządzenie wersji Bluetooth.

Przedstawia się ona w następujący sposób:

Wersja Bluetooth Transmisja

1.0 orz 1.0B 721 KB/s

1.1 721 KB/s

1.2 1MB/s

2.0 2.1 MB/s

2.1 2.1 MB/s

3.0 3.0 MB/s

13

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

Dwa urządzenia z zaimplementowanymi różnymi wersjami mogą się ze sobą

komunikować, niemniej jednak transmisja danych pomiędzy nimi nie może być szybsza niż

ta, która wynika z wersji Bluetooth zaimplementowanej na urządzeniu ze starszą wersją.

Aby dwa urządzenia mogły się porozumiewać, muszą spełniać te same wymagania

odnośnie profili. Każdy adapter Bluetooth ma wbudowaną obsługę poszczególnych

protokołów:

5.3 Architektura systemu

W kwestii połączeń pomiędzy poszczególnymi urządzeniami, protokół Bluetooth dzieli je

na dwa główne typy: master oraz slave. Każde urządzenie posiada swój własny, 48-bitowy

adres zwany BD_ADDR. Urządzenie typu master jest głównym urządzeniem decydującym o

kolejności obsługi poszczególnych urządzeń typu slave znajdujących się we wspólnej sieci,

zwanej w tym wypadku pikosiecią, i podłączonych właśnie do tego urządzenia typu master.

Jedno urządzenie typu master pozwala na podłączenie się do niego 7 urządzeń typu slave.

Ponadto w pikosieci mogą się również znajdować 255 urządzenia w stanie synchronizacji z

urządzeniem master. W sytuacji, gdy któreś z 7 urządzeń slave przestaje być członkiem

pikosieci, momentalnie jego miejsce może zająć jedno z urządzeń w stanie synchronizacji.

Istotna jest kwestia, iż urządzenie typu slave może się komunikować z urządzeniem typu

master, urządzenie typu master z urządzeniem typu slave. Zabroniona jest komunikacja

pomiędzy dwoma urządzeniami typu slave. Poniżej przedstawiam schemat architektury sieci

Bluetooth.

Rysunek 4 Architektura sieci Bluetooth z pojedynczym połaczeniem master-slave, potrójnym, oraz scatternet

14

Piotr Mazur

Jak widać możliwe jest połączenie dwóch pikosieci poprzez urządzenie slave lub też

master. Stanowi ono wówczas most, zwany też bridge, a tak rozbudowana pikosieć nosi

nazwę scatternet.

5.4 Warstwy protokołu

Standard Bluetooth zawiera inną, nowatorską strukturę warstw, którą widać na poniższym

schemacie.

Najniższa warstwa, fizyczna warstwa radiowa (Radio Layer), jest odpowiedzialna za

odbieranie oraz wysyłanie pakietów informacji. Kolejna warstwa, przepustowa (Baseband

Layer) określa, w jaki sposób urządzenie master kontroluje przedziały czasowe i w jaki

15

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

sposób te przedziały są grupowane w ramki. Warstwa zarządzania połaczeniam (Link

Manager Layer) odpowiada za stworzenie, modyfikowanie oraz uwalnianie logicznego

połączenia pomiędzy urządzeniami, oraz aktualizację parametrów danego połączenia.

Wspomniane pierwsze trzy warstwy taktuje się całościowo jako tzw. kontroler Bluetooth.

Stanowi całościowe połączenie fizyczne pomiędzy warstwą odpowiadającą za łączność oraz

wymianę danych z resztą systemu Bluetooth.

Kolejna warstwa, L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) jest warstą

wyższego poziomu. Odpowiada za wysyłanie oraz odbieranie pakietów, czyli danych

wyższego poziomu. Pakiet nie może przekroczyć wielkości 64 kb.

5.5 Struktura pakietu

Komunikacja poprzez Bluetooth polega na wysyłaniu pakietów z danymi pomiędzy

poszczególnymi urządzeniami biorącymi udział w transmisji. Kształt ramki jest ściśle zależny

od wersji Bluetooth’a. Standardowa ramka w wersji 1.1, która jest rozpoznawalna przez

wszystkie kolejne wersje protokołu, przedstawia się następująco:

Wpierw występuje kod dostępu, długi na 72 bity. Zawarte są tutaj informacje, które

identyfikują urządzenie typu master, aby slave wiedział, z którym urządzeniem się

komunikuje. Kod dostępu pozwala na rozróżnienie mastera aż do dwóch połączeń typu bridge

poprzez scatternet.

Nagłówek składa się z kolejnych 54 bitów, 3 razy powtórzona jest informacja zawarta w

18 bitach. Znajdują się tutaj informacje dotyczące urządzenia adresującego (3 bity), typ

transmisji (kolejne 4 bity), po jednym bicie flow (ustawianym przez slave, gdy nie może już

przyjąć więcej danych) acknowledgement (potwierdzenie transmisji) oraz sequence

(ustawiany w celu wykrycia retransmisji). Ostatnie 8 bitów to checksum (suma kontrolna).

Urządzenie odbierające ramkę sprawdza 3 razy zawarte informacje na 18 bitach, jeśli się

16

Piotr Mazur

zgadzają, następuje akceptacja ramki, jeśli nie, w zależności od sumy kontrolnej wystawiane

jest 1 lub 0 i prośba o retransmisję.

Payload przechowuje dane, które zostały wysłane. Może pomieścić do 5 slotów o łącznej

długości 2744 bitów, przy czym jeden slot to minimum 240 bitów pola danych.

5.6 Podsumowanie

Po dokładniejszej analizie technologii Bluetooth zauważam, iż spełnia wymagania

stawiane kwestii rozwiązania komunikacji bezprzewodowej w projekcie pracy inżynierskiej.

Przejrzystość technologii, prosta architektura, łatwość implementacji oraz bezproblemowa

analiza przesyłanych informacji pozwalają na proste wdrożenie tej technologii w projekcie.

Szczególnie na plus tej technologii można zaliczyć transfer odbywający się drogą radiową na

określony w klasie produktu dystans. Ponadto przy założeniu, że terminal będzie spełniać

funkcję master, technologia Bluetooth daje możliwość rozwoju zaimplementowanej aplikacji

do obsługi aż do 7 różnych urządzeń monitorujących pacjenta. W kwestii samego transferu,

który jest niższy niż oferowany przez pozostałe rozwiązania dostępne na rynku, nie stanowi to

większej bariery, gdyż z założenia komunikacja pomiędzy terminalem a monitorem

sprowadza się do wysłania krótkiego komunikatu, jednego pakietu danych, co przy transferze

w pesymistycznym wariancie 721 KB/s, a wielkości najmniejszego pakietu rzędu 64 KB w

zupełności wystarczy.

17

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

6. Telefon komórkowy jako nośnik oprogramowania

6.1 Charakterystyka

Od kilku lat na rynku telefonów komórkowych panuje niesamowicie duży wybór

producentów. Do największych z nich należą: Nokia, Siemens, Sony Ericsson, Samsung,

Motorola, Sagem, Apple. To tylko niektórzy z niezliczonej ilości producentów. Ponadto

każdy z nich posiada wiele różnorakich modeli. Najlepszym tego przykładem może być firma

Nokia, która w swojej bieżącej ofercie telefonów pracujących w standardzie GSM (Global

System for Mobile Communications) posiada prawie 100 różnych modeli, a na przestrzeni

ostatnich 10 lat wydała ich na rynek w sumie grubo ponad 200 (dane z www.nokia.com).

Wprawdzie żaden inny producent nie posiada w swojej ofercie aż tak znaczącej liczby

telefonów, niemniej jednak ogólna liczba dostępnych obecnie telefonów komórkowych

szacuje się na poziomie kilku tysięcy.

W zależności od okresu powstania telefonu zmieniają się jego parametry, do jakich

należą: procesor, pamięć wbudowana, pamięć zewnętrzna, rozdzielczość wyświetlacza,

wbudowane opcje dodatkowe. Wszystkie te elementy mają niezmiernie istotny wpływ na to,

czy stworzona aplikacja będzie działała na danym telefonie. Przyjrzyjmy się kilku

popularnym modelom telefonów z przestrzeni ostatnich 8 lat.

Model Nokia 3410 Nokia 6230i HP ipaq 614c Samsung L370 Iphone 3g

Pamięć wew. 0 MB 32 MB 256 MB 40 MB 8 GB / 16 GB

Pamięć zewn. nie dotyczy 512 MB 8 GB 512 MB nie dotyczy

Ilość kolorów 2 65536 65536 256000 256000

Rozdzielczość 96x65 208x208 320x240 176x220 480x320

Bluetooth nie tak tak tak tak

IrDA nie tak nie nie nie

Karta WLAN nie nie tak nie tak

18

Piotr Mazur

Jak widać 8-letnia Nokia 3410 w żaden sposób nie może się równać z tegorocznymi

produktami jak iphone 3g czy HP ipaq 614c. Telefony te różnią się niemal pod każdym

względem, za wyjątkiem elementarnej funkcji, jaką jest możliwość rozmawiania lub

wysyłania sms-ów. Ponadto każdy telefon ma klawiaturę oraz wyświetlacz. Na tej bazie

trzeba stworzyć program, który będzie umożliwiał jak najszerszej ilości telefonów

komórkowych łączenie się z monitorem stanu pacjenta.

6.2 Systemy operacyjne

Przyjrzeliśmy się kilku modelom telefonów z ostatnich kilku lat pod względem

technicznym. Nie jest to jedyny aspekt, z którym trzeba się liczyć tworząc aplikację na telefon

komórkowy. Równie istotny jest system operacyjny, na jakim działa dany model, a te różnią

się w zależności od producentów oraz generacji produktu. Przejdźmy do analizy, na jakim

systemie operacyjnym działają telefony komórkowe.

Do najbardziej popularnych systemów operacyjnych należą: Symbian, Microsoft

Windows Mobile, Android, Nucleus, REX, OSE.

19

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

Symbian OS

Jest to system operacyjny stworzony przez konsorcjum takich producentów jak: Nokia,

Sony Ericsson, Motorola, Samsung i wielu innych. W założeniach jest to otwarty system

operacyjny na wielorakiego rodzaju telefony komórkowe, z ogromnymi możliwościami na

rozwój. Posiada szereg wbudowanych bibliotek, rozwiązań interfejsu użytkownika oraz

współpracuje ze wszystkimi producentami telefonów komórkowych wchodzących w skład

konsorcjum. Dzięki otwartej licencji każdy użytkownik, który czuje taką potrzebę, i posiada

niezbędną wiedze, może go ulepszyć do własnych potrzeb.

Obecnie ponad 80% nowych telefonów posiada zaimplementowany właśnie ten system

operacyjny. Aktualna wersja Symbian OS to 9.3, ale poprzez bardzo szybki rozwój systemu

cały czas pojawiają się kolejne uzupełnienia lub rozszerzenia. Pozwala na współpracę z

urządzeniami poprzez Bluetooth’a, co jest niezmiernie istotne z punktu widzenia projektu

pracy dyplomowej. W kwestii programistycznej umożliwia tworzenie aplikacji w dwóch

bardzo powszechnych językach programowania: C++ oraz Javie. Szczególnie ten pierwszy

jest z punktu widzenia Symbian OS bardzo istotny, gdyż cały system operacyjny jest napisany

na bazie C++.

W celu wsparcia programistów konsorcjum zapewnia zintegrowane środowiska

programistyczne Software Development Kit dla: Eclipse, Microsoft, Java, Android, iPhone i

inne. Programista może zatem wybrać środowisko z szeregu dostępnych na rynku, zgodne z

własnymi preferencjami.

20

Piotr Mazur

Microsoft Windows Mobile

Kolejnym, zdobywającym coraz większą część rynku, jest system operacyjny na telefony

komórkowe wyprodukowany przez firmę Microsoft. Posiada obecnie ok. 13% rynku, w tym

jest bardzo rozpowszechniony szczególnie na tzw. smartfonach, czyli telefonach łączących w

sobie funkcję telefonu komórkowego, przeglądarki internetowej czy skrzynki odbiorczej

poczty, a ostatnio nawet GPS-u. Pierwszym systemem operacyjnym z tej rodziny był

PocketPC wydany w 2000 roku, następne wersje przyjęły nazwę Widows Mobile

numerowane od 3.0 aż do 6.1, które jest ostatnią wersją wypuszczoną na rynek.

Ponieważ cała platforma jest niezmiernie zbliżona w swojej funkcjonalności do systemu

operacyjnego, posiada również rozbudowane opcje tworzenia na nie oprogramowania.

Producent Widnows Mobile pozwala na tworzenie aplikacji z wykorzystaniem takich

języków programowania jak: Visual C++, .NET Compact Framework oraz Java. Software

Development Kit dostarczony przez producenta załącza się jako nakładkę do Visual Studio

2005/2008 w przypadku Visual C++ czy .NET, lub do któregokolwiek z SDK

współpracujących z Javą.

Android

Nowy system operacyjny stworzony na telefony komórkowe, bazujący na jądrze Linuxa. Cały

projekt jest kierowany przez Google, natomiast podobnie jak Symbian OS, Android posiada

wolną licencję oraz otwarty kod, zatem każdy może wziąć udział w procesie rozwoju tego

systemu operacyjnego. Jego premiera miała miejsce wraz z wprowadzeniem na rynek 22

października 2008 modelu T-Mobile G1. Jako pierwszy system operacyjny posiada

21

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

możliwość działania w trzech wymiarach. Niestety w związku ze świeżością całego projektu

nie istnieją jeszcze odpowiednie SDK poza dostarczonym przez firmę Google, niestety jest

przepełniona błędami i ciężko jest napisać działającą aplikację na ten system operacyjny.

System zawiera obsługę Java Virtual Machne, w związku z tym wszelkie programy napisane

w Javie mogą zostać uruchomione na telefonie korzystającym z tego systemu operacyjnego.

5.3 Wybór języka programowania

Spośród wszystkich dostępnych na rynku języków programowania tylko kilka umożliwia

tworzenie aplikacji na telefon komórkowy. Należą do nich: Java, C++, Visual C++. Każdy z

nich ma oddzielne, przygotowane przez producenta narzędzia, każdy ma określone

wymagania dotyczące telefonów komórkowych. Przyjrzyjmy się im dokładniej.

Java

Najbardziej dostępny język, który umożliwia odpalanie aplikacji na telefonach komórkowych,

gdyż Java Runtime Environment, niezbędny do uruchamiania aplikacji programów

napisanych w Javie, został zaimplementowany na ponad 2,1 miliarda aparatów. Tworzenie

aplikacji na telefony komórkowe wykorzystując język programowania Java firmy SUN

Microsystems niewiele różni się od tworzenia innych aplikacji w tym języku. W celu

stworzenia aplikacji należy zaopatrzyć się w takie narzędzie jak Integrated Development

22

Piotr Mazur

Environment (IDE). Z wielu dostępnych na rynku najbardziej popularne to Netbeans, Eclipse,

JBuilder. Ostatnio nawet firma Microsoft wydała odpowiednik swojego Visual Studio dla

języka programowana J#, który jest bardzo zbliżony w swojej składni do Javy.

Cechą charakterystyczną uruchamiania programów napisanych w Javie jest wykorzystane

Java Virtual Machine. Jest to zestaw oprogramowania, struktur danych, które wykorzystują

maszynę wirtualną. Dzięki niej można uruchomić aplikację niezależnie od środowiska, na

którym stawiamy program. W związku z powyższym programy można uruchamiać na

wspomnianych powyżej systemach operacyjnych: Symbian OS, Windows Mobile oraz

Android.

Aby napisać program w Javie, trzeba przystosować się do wersji tego języka, jaką jest

Java 2 MicroEdition. Jest to wersja języka programowania przystosowana specjalnie do

architektury telefonów komórkowych. Odpowiednio zdefiniowany zbiór bibliotek, z bardzo

ograniczoną funkcjonalnością ma za zadanie ograniczyć zużywanie zasobów pamięci

urządzenia, na którym będzie uruchamiane oprogramowanie wykorzystujące tę platformę

Javy. Tworzone aplikacje, nazywane MIDlet’ami, różnią się od standardowych programów

tym, że działają na bardzo niewielkich zasobach pamięci telefonu. Podczas procesu tworzenia

pakietu na telefon komórkowy można go dostosować do możliwości danego aparatu, poprzez

określenie wersji MIDP (Mobile Information Device Profile). W związku z powyższym

odpowiednio napisana aplikacja może zostać uruchomiona na praktycznie każdym aparacie.

Microsoft Visual C++

Język programowania, który umożliwia stworzenie aplikacji na system operacyjny Windows

Mobile. Do tworzenia aplikacji niezbędne jest wyposażenie się w IDE firmy Microsoft:

Microsoft Visual C++ Studio. Począwszy od wersji 2005 Express Edition są one udostępniane

za darmo, co wzmocniło pozycję tego języka programistycznego.

23

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

Aplikacje tworzy się w dokładnie taki sam sposób, jak na zwykły komputer działający na

systemie operacyjnym Windows, np. Windows XP. Trzeba jednak pamiętać o możliwościach

sprzętowych telefonu. Z założenia Windows Mobile uruchamiany jest jedynie na

najnowszych telefonach komórkowych, tzw. smartfonach, które same w sobie są zbliżone w

możliwościach do komputerów sprzed kilku lat.

C++

Jest to najbardziej rozbudowany język programistyczny na świecie, dający sprawnemu

programiście niemal nieograniczone możliwości. Bazuje na nim system operacyjny Symbian

OS, i właśnie na tym systemie operacyjnym można uruchamiać aplikacje napisane w C++.

Najpopularniejszym narzędziem do tworzenia aplikacji na telefon komórkowy z

wykorzystaniem języka C++ jest wspierany przez firmę Nokia Carbide C++. Wersja Express

Edition jest udostępniana do celów niekomercyjnych za darmo.

Aplikacje stworzone z wykorzystaniem Carbide C++ mogą być bezproblemowo uruchamiane

na wszystkich telefonach działających na Symbian OS S60 i wyższe.

Podsumowując dostępne na rynku języki programowania telefonów komórkowych,

szczególnie dwa wydają się szczególnie godne uwagi: C++ oraz Java (szczególnie Java 2

MicroEdition). Oba są niezmiernie popularne, i umożliwiają uruchamianie aplikacji na bardzo

dużej liczbie dostępnych na rynku modeli. Niemniej jednak zdecydowanie bardziej

rozpowszechniona jest Java, z 2,1 miliardów nośników Java Runtime Environment. Istotnym

plusem Javy jest również uruchamianie aplikacji z wykorzystaniem maszyny wirtualnej, która

sprawia, iż aplikacje można uruchamiać na niemal każdej maszynie nie patrząc na jej

możliwości sprzętowe.

24

Piotr Mazur

5.4 Struktura Java 2 MicroEdition

Przyjrzyjmy się dokładniej strukturze J2ME, oraz kwestii tworzenia aplikacji w tym

środowisku programistycznym. Jak już wspomniałem, jest to wersja języka Java

opracowanego przez Sun Microsystems specjalnie na urządzenia mobilne, jak telefon

komórkowy. Rysunek poniżej przedstawia, jak się J2ME ma do standardowej wersji Javy,

oraz do wersji enterprise:

Z punktu widzenia tworzenia aplikacji na telefony komórkowej należy rozróżnić dwa

elementy składowe, które determinują kwestie uruchomienia danej aplikacji na telefonie

komórkowym

CLDC – konfiguracja urządzeń komunikujących się z ograniczeniami (Connected Limited

Device Configuration). CLDC jest konfiguracją opracowaną dla urządzeń o bardzo

ograniczonej mocy procesora i dostępnej ilości pamięci. Są to przede wszystkim telefony

komórkowe i słabe PDA. Obecnie rozróżniamy dwa poziomy CLDC: 1.0 oraz 1.1

MIDP – Mobilna Informacja o Profilu Urządzenia (Mobile Information Device Profile) – jest

to uzupełnienie CLDC o odpowiednie klasy języka J2ME, specjalnie dla niewielkich

urządzeń mobilnych. Dotychczas opracowany dwa poziomy MIDP: 1.0 oraz 2.0.

Oba profile określają nam wymagania stawiane środowisku sprzętowemu, na którym

uruchamiane są aplikacje napisane w J2ME. Aby aplikacja poprawnie chodziła, Java Runtime

Environment zaimplementowana na telefonie komórkowym musi posiadać określony poziom

25

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

zarówno CLDC jak i MIDP. Przy tworzeniu aplikacji deweloper sam określa poziom obu

składowych opisujących aplikację.

Programy pisane zgodnie z powyższymi profilami noszą nazwę MIDletów (Mobile

Information Device). Przyjrzyjmy się podstawowym cechom MIDletów. Najważniejszym

aspektem z punktu widzenia programisty jest fakt, iż programy napisane w profilu MIDP 1.0

oraz 2.0 muszą dziedziczyć bo klasie javax.microedition.midlet.*; . Związane jest to z

koncepcja działania aplikacji: menedżer aplikacji potrzebuje narzędzia, które przekazywać

będzie dane o stanie MIDletu, MIDlet z kolei potrzebuje narzędzie do uzyskiwania informacji

o deskryptorze aplikacji.

Gotowa aplikacja dystrybuowana jest zawsze z wykorzystaniem dwóch plików. Pierwszy z

nich to plik z rozszerzeniem .jar ( Java Archive ) – zawiera archiwum, które wcześniej

musiało przejść proces preweryfikacji. Proces ten wykonuje się automatycznie podczas

tworzenia pakietu z wykorzystaniem jednego z wiodących na rynku Integrated Development

Environment, jak np. Eclipse z Java Wireless Toolkit. Drugi plik posiada rozszerzenie .jad

( Java Archive Descriptor ) – opisuje zestaw MIDletów wchodzących w skład aplikacji

(minimum jeden MIDlet, ale aplikacja może działać bazując na większej ich ilości).

MIDlet może przebywać w trzech określonych stanach:

-Aktywny (ang. Active): MIDlet wchodzi w ten stan w momencie uruchomienia, musi

korzystać z pewnych zasobów

- Pauza (ang. Paused): W tym stanie MIDlet uwalnia używane zasoby urządzenia, i

przechodzi w stan uśpienia

- Zniszczony (ang. Destroy): Jest to stan, w którym MIDlet kończy fazę swojej

aktywności. Zamykający się MIDlet musi uwolnić wszelkie wykorzystywane zasoby, a

zmiany w samej aplikacji może zachować z wykorzystaniem menedżera aplikacji.

Poniższy rysunek pokazuje, w jaki sposób MIDlet może przechodzić pomiędzy

poszczególnymi stanami – kierunki strzałek pokazują jedyne możliwe zmiany stanu aplikacji.

26

Piotr Mazur

Program przechodzi pomiędzy poszczególnymi stanami dzięki odpowiednio

zaimplementowanym składowym metodom, obowiązkowo występującym w aplikacjach

napisanych z wykorzystaniem profilu MIDP:

- startApp() – ta metoda sygnalizuje, iż MIDlet wszedł w stan aktywny. Znajdują się

tutaj procedury inicjalizacyjne, które ustawiają i konfigurują środowisko wyświetlacza

urządzenia dla potrzeb MIDlet’a

- destroyApp() – metoda odpowiedzialna za zasygnalizowanie, iż MIDlet zakończył

działanie i przeszedł w stan zniszczenia

- pauseApp() – metoda, która sygnalizuje, iż MIDlet wstrzymał działanie, i przeszedł

w stan pauzy.

Istnieją ponadto jeszcze funkcje, które mogą, ale nie musza wchodzić w skład

MIDlet’a:

27

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

- notifyDestroyed() – metoda informująca oprogramowanie zarządzające urządzeniem,

na którym jest uruchomiony MIDlet, o całkowitym wyczyszczeniu zasobów

wykorzystywanych przez aplikację

- notifyPaused() – ponowna funkcjonalność co metody powyżej, tyle, że informuje o

przejściu w stan Pauzy

- resumeRequest() – metoda, która wysyła prośbę do oprogramowania zarządzającego

urzadzeniem o ponowne uruchomienie MIDlet’a, czyli przejście w stan Aktywny.

- getAppProperty() – odbiera MIDletowi zasoby

Zarządzanie wydarzeniami występującymi w MIDlecie to kolejne zagadnienie dotyczące

tworzenia aplikacji z wykorzystaniem języka J2ME. Otóż podczas działania MIDleta na

telefonie komórkowym można obsługiwać zdarzenia, do których zaliczyć możemy:

- Naciśnięcie klawisza z klawiatury w telefonie

- Dotknięcie ekranu dotykowego

- Zmiana w bazie danych telefonu, współdzielonej przez MIDlet

Mechanizm obsługi aplikacji bazuje na modelu słuchacza (ang. Listener). Rozróżniamy trzy

typy interfejsu: CommandListener, ItemStateListener oraz RecordListener.

CommandListener – odpowiada za przekazywanie MIDletu o wszelkich akcjach, które miały

miejsce podczas jego działania, jak wybór komendy z wykorzystaniem klawiatury telefonu.

Obowiązkowo zawierać musi metodę CommandListener(Command c, Displayable s), która

musi być rozszerzana przez obiekt słuchacza.

ItemStateListener – odpowiada za przekazywanie aplikacji informacji o wszelkich zmianach

dotyczących jej wewnętrznego stanu danych, jak i informacji wyświetlanych przez aplikację,

jak np. wyświetlane informacje tekstowe. Implementuje się ten typ interfejsu poprzez

wszelkiego rodzaju pola cyfrowe, tekstowe, wskaźniki czy pola daty.

RecordListener – odpowiada za zmiany w rekordach powiązanych z aplikacją podczas jej

działania. Implementuje się poprzez dodanie takich metod, jak: RecordsAdded(),

28

Piotr Mazur

RecordsDeleted() oraz RecordsChanged() – odpowiednio odpowiedzialne za dodanie rekordu,

jego skasowanie lub zmianę.

Przejdźmy do analizy, w jaki sposób porozumieć trzy typy interfejsu słuchacza z obiektami

naszej aplikacji. Jest to działanie obowiązkowe, aby MIDlet mógł działać. Klasa MIDlet

umożliwia implementację następujących metod, które należy powiązać ze słuchaczem:

setCommandListener() - ustawia nowego słuchacza dla każdego kolejnego polecenia w

trybie Wyświetlania (Displayable), zastępując innego, wcześniej włączonego słuchacza.

setItemStateListener() – ta metoda ustawia nowego słuchacza obiektów, zastępując

poprzedniego.

addRecordStateListener() – dodaje nowego słuchacza rekordów.

Obsługa wyjątków zamyka analizę pisania aplikacji z wykorzystaniem J2ME. Wyjątek jest

takim zdarzeniem, mającym miejsce podczas pracy aplikacji, który zaburza normalny

przepływ instrukcji. MIDlety zachowują standardowy dla języka JAVA sposób obsługi takich

sytuacji. Jeśli w metodzie pojawi się wyjątek, tworzy się obiekt błędu, i wstrzymuje ten błąd

do końca działania systemu. Dany obiekt posiada informacje o wyjątku, w tym jego typ oraz

stan działania aplikacji, w którym nastąpiło pojawienie się wyjątku. Środowisko działania

programu automatycznie stara się znaleźć odpowiednie rozwiązania implementacyjne, które

rozwiążą problem. W terminologii Java takie postępowanie, związane z powstawaniem

obiektu błędu oraz jego rozwiązaniu systemowemu nosi nazwę rzucaniem wyjątkiem.

Podsumowując, Java 2 MicroEdition jest językiem pisania programów bardzo zbliżonym do

swojego pierwowzoru, jakim jest Java. Składnia, obiektowość, styl pisania, nomenklatura,

maszyna wirtualna, na której uruchamiane są aplikacje, to wszystko sprawia, że osoba znająca

się na Java Standard Edition lub Enterprise Edition bez problemów może pisać złożone

programy z wykorzystaniem J2ME. Poprzez dopasowanie swojego profilu do możliwości

działania na mniejszych urządzeniach elektronicznych, jakim jest telefon komórkowy, różni

się trochę w możliwościach, jakie daje programiście, niemniej jednak wciąż daje ogromne

możliwości pisania rozbudowanych, kompletnych i profesjonalnych aplikacji. Biorąc pod

29

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

uwagę popularność języka, mnogość informacji, forów dyskusyjnych oraz możliwość

uruchamiania na ogromnej liczbie urządzeń Java 2 Micro Edition jest najlepszym językiem,

jaki można było wybrać w celu stworzenia aplikacji związanej z powyższą pracą dyplomową.

7. Projekt modułu  oprogramowania telefonu komórkowego

7.1 Detektor upadku

Urządzenie, które ma za zadanie rozpoznać upadek pacjenta, to detektor upadku

stworzony w ramach pracy dyplomowej inżynierskiej przez Jarosława Leksińskiego w roku

akademickim 2006/2007.

Osoba poddana kontroli powinna powyższe urządzenie stale mieć przy sobie, najlepiej

zamocowane na pasku od spodni lub w inny sposób na wysokości pasa. Urządzenie działa na

baterii 9V typu 6LR61, dając dość długi czas działania, w granicach ___ godzin.

Za detekcję upadku odpowiedzialny jest wbudowany hybrydowy, scalony czujnik

przyśpieszenia, inaczej akcelerometr, firmy analog Devices, model ADXL202. Jest on

połączony z mikrokontrolerem ATmega128. W momencie gwałtownego poruszenia całego

detektora tworzy się impuls, który można przesłać do urządzeń zewnętrznych.

Bezprzewodową komunikację z otoczeniem zapewnia moduł Bluetooth Ezurio blu2i z

30

Piotr Mazur

prędkością transmisji danych 250kb/s, z bardzo dużym zasięgiem, dochodzącym do 300

metrów, co daje osobie monitorowanej dużą swobodę poruszana się.

Wysyłany sygnał w momencie detekcji upadku to ramka _____ . Aplikacja działająca na

telefonie komórkowym, po uprzednim połączeniu się poprzez Bluetootha z detektorem, musi

wyłapać oraz odpowiednio zinterpretować wspomniany pakiet.

7.2 Założenia projektowe

Tworzona aplikacja musi spełniać kilka ważnych kryteriów. Pierwszym z nich jest

możliwość komunikowania się przez Bluetooth’a z urządzeniami zewnętrznymi. Ponieważ

telefon komórkowy, na którym będzie uruchamiana, podłącza się do detektora upadku ( lub

innego urządzenia podobnego typu ), musi umożliwiać połączenie urządzenia typu slave z

urządzeniem typu master (czyli wspomnianego detektora). Kolejnym bardzo istotnym

wymogiem jest odpowiednia obróbka przychodzącego sygnału alarmowego. Podczas

połączenia przez Bluetooth’a słuchacz MIDlet’u musi na bieżąco analizować przychodzące

ramki. W sytuacji, gdy uzyska sygnał o wypadku, następuje automatyczna generacja smsa

pod wskazany numer. W aplikacji niezbędny jest zatem interfejs użytkownika, który

umożliwia wskazanie numeru telefonu, na który trzeba wysłać wiadomość alarmową, oraz

umożliwiający wpisywanie oraz edycję wiadomości alarmowej. Interfejs jest również

odpowiedzialny za możliwość podłączenia lub odłączenia się modułu Bluetooth od detektora.

Obsługa programu musi być czytelna i prosta.

7.3 Ograniczenia

Jednym z ograniczeń jest rozmiar aplikacji. W Rozdziale 6.1 przedstawiłem

charakterystykę kilku telefonów komórkowych z przestrzeni ostatnich lat. Niektóre telefony

mają niewielką ilość pamięci, w związku z tym optymalna aplikacja powinna zajmować

minimalną ilość miejsca. Kolejnym ograniczeniem jest zgodność z profilami CLDC oraz

MIDP. Nowsze profile zapewniają większą funkcjonalność, ale wiąże się to z zawężeniem

potencjalnych odbiorców programu. Optymalna aplikacja nie może zawierać elementów

graficznych wymagających użycia większej ilości kolorów czy wyświetlacza z dużą

rozdzielczością, gdyż nawet niektóre modele telefonów wydawanych dzisiaj mają

ograniczoną paletę barw czy też rozdzielczość.

31

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

7.4. Algorytm

Poniższy schemat przedstawia algorytm działania programu:

32

Piotr Mazur

7.5 Środowisko programistyczne

W celu sprawnego, wygodnego za zarazem skutecznego programu stworzyłem sobie

Integrated Development Environment, czyli zintegrowane środowisko programistyczne.

Wspominałem już o IDE podczas rozważań dotyczących języka programowania Java 2

MicroEdition, gdzie mowa była między innymi o dostępnych zintegrowanych środowiskach

programistycznych takich, jak Eclipse, Netbeans, JBuilder czy rozbudowany produkt firmy

Microsoft noszący nazwę Visual Studio. Po dokładnym zweryfikowaniu dostępnych

produktów zdecydowałem się na IDE Eclipse z wtyczką umożliwiającą na tworzenie

programów w języku Java.

Powyższy produkt jest o tyle interesujący, gdyż w momencie rozpoczęcia prac nad projektem

dyplomowym umożliwiał współpracę z Java Wireless Toolkit. Zestaw narzędzi firmy Sun jest

niezbędny, aby stworzony program został skompilowany zgodnie z profilami CLDC oraz

MIDP. Środowisko posiada emulator telefonu komórkowego, umożliwiającego sprawdzenie,

czy dana aplikacja rzeczywiście będzie na telefonie komórkowym działać. Ponadto istnieje

wbudowany optymalizator działania aplikacji, szereg dokumentacji oraz przykłady gotowych

projektów działających na telefonach komórkowych. Bez tego narzędzia nie można

wytworzyć końcowych pakietów aplikacji .jar oraz .jad, które zgrywa się na telefon

komórkowy. Wykorzystując większość dostępnych na rynku środowisk programistycznych

zmuszony byłbym do korzystania z dwóch rozbudowanych programów. Natomiast projekt

33

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

Eclipse jako pierwszy zdecydował się na wydanie pakietu Java 2 MicroEdition, który

udostępnia całościową funkcjonalność Sun Java Wireless Toolkit, w tym: emulacja

dowolnego telefonu komórkowego, kompilacja, wytworzenie pakietów .jar i .jad, określenie

poziomu profili CLDC oraz MIDP. W kwestii samego wyboru emulatora telefonu

komórkowego jesteśmy ograniczeni jedynie przez dostępność emulatorów od strony

producentów. Firma Nokia udostępniła w Internecie emulatory wszystkich swoich modeli, a

ponieważ jest zarazem najpopularniejszą firmą na rynku postanowiłem korzystać z emulatora

telefonu Nokia 40SDK.

34

Piotr Mazur

8. Realizacja

8.1 Przegląd pakietów

Projekt stworzony w języku J2ME nosi nazwę Moduł współpracy. Zawarte w nim są trzy

zestawy pakietów: fallmonitor.sms, fallmonitor.memmory, oraz główny fallmonitor. Każdy z

pakietów odpowiedzialny jest za obsługę innych funkcjonalności działania aplikacji.

Główny pakiet zawiera

Pakiet fallmonitor.sms zawiera klasę sms zawartą w pliku sms.java oraz interfejs miss

zawarty w pliku isms.java. Interfejs isms.java zawiera w sobie jedynie obsługę odwołania do

metody zawartej w klasie sms, a mianowicie sendSms.

W klasie sms zaimplementowany został całkowicie moduł odpowiedzialny za wysyłanie

wiadomości tekstowej. W każdym obiekcie klasy znajduje się odwołanie to interfejsu isms,

oraz metoda sendTestSms. Pobiera ona z obiektu

Aby uzyskać przejrzysty obraz całej aplikacji zdecydowałem się podzielić mój projekt na

trzy

35

Moduł współpracy detektora upadku z telefonem komórkowym

9. Bibliografia

http://www.atmeda.org/ - strona American Telemedicine Association

http://www.teleekg.pl – TeleEKG firmy PRO-PLUS

http://www.vitaphone.de/en - Vitaphone

http://www.irda.org – strona IrDA

http://bluetooth.com/bluetooth/ - oficjalna strona Bluetooth

http://www.symbianfoundation.org – oficjalna strona symbian OS

http://www.slashphone.com/uploads/2794/nokia_6780.jpg - zdjęcie symbian OS

http://news.cnet.com/i/bto/20080325/todayscreen_web.jpg zdjęcie Microsoft Windows

mobile

http://www.android.com/ - oficjalna strona systemu

http://www.java.com –oficjalna strona Javy

http://www.sun.com – oficjalna strona Sun Microsystems

http://java.sun.com/docs/books/tutorial/ - tutorial z Javy

http://www.forum.nokia.com/info/sw.nokia.com/id/cae9ea59-eee0-4b98-aaa2-

1b6ecd879222/Carbide_cpp_Introductory_White_Paper_V1_1_en.pdf.html - carbide c++

36

Piotr Mazur

http://www.forum.nokia.com/main/resources/ - oficjalne forum Nokia dla developerów

oprogramowania na telefony komórkowe

http://gazeta-it.pl/200305226042/J2ME-+-CLDC-+-MIDP-czyli-komorkowa-wersja-Javy-

pod-mikroskopem.html – ciekawy artykuł o J2ME

http://www.ibm.com/developerworks/library/wi-midlet2/ - strona IBM dla J2ME

http://java.sun.com/javame/reference/apis/jsr037/javax/microedition/midlet/package-

summary.html - strona opsujaca dokładniej kwintesencję MIDletówe

http://www.eclipse.org – oficjalna strona projektu Eclipse

http://java.sun.com/products/sjwtoolkit/ - strona Java Wireless Toolkit

J2ME Praktyczne projekty – Krzysztof Rychlicki-Kicior

Thinking in Java – Bruce Eckel

37