Propuesta para Trabajo de Grado

Pontificia Universidad JaverianaMemoria de Trabajo de Grado Proyecto de aplicacin prctica

CIS0930IS02

CONSTRUCCIN DE UNA ARQUITECTURA QUE PROVEA SERVICIOS DE INFORMACIN Y/O PUBLICIDAD A DISPOSITIVOS MVILES BASADOS EN SU UBICACIN GEO-REFERENCIADA

Autores:

ANDRS GAITN GALARZA

JAIR ANDRS MORENO MUOZ

http://pegasus.javeriana.edu.co/~CIS0930IS02/

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOT, D.C.

2010

Ingeniera de SistemasISTAR - CIS0930IS02

2

CIS0930IS02

CONSTRUCCIN DE UNA ARQUITECTURA QUE PROVEA SERVICIOS DE INFORMACIN Y PUBLICIDAD A DISPOSITIVOS MVILES BASADOS EN SU UBICACIN GEO-REFERENCIADA.

Autores

ANDRS GAITN GALARZA

JAIR ANDRS MORENO MUOZ

MEMORIA DEL TRABAJO DE GRADO REALIZADO PARA CUMPLIR UNO DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO DE SISTEMAS

Director

ING. JAVIER FRANCISCO LPEZ PARRA

Jurados del Trabajo de Grado

ING. LEONARDO FLREZ VALENCIA

ING. JORGE EDUARDO TORRES MANRIQUE

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

BOGOT, D.C.

ENERO, 2010

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

Rector Magnfico

Padre Joaqun Emilio Snchez Garca S.J.

Decano Acadmico Facultad de Ingeniera

Ingeniero Francisco Javier Rebolledo Muoz

Decano del Medio Universitario Facultad de Ingeniera

Padre Sergio Bernal Restrepo S.J.

Directora de la Carrera de Ingeniera de Sistemas

Ingeniero Luis Carlos Daz Chaparro

Director Departamento de Ingeniera de Sistemas

Ingeniero Cesar Julio Bustacara Medina

Artculo 23 de la Resolucin No. 1 de Junio de 1946

La Universidad no se hace responsable de los conceptos emitidos por sus alumnos en sus proyectos de grado. Slo velar porque no se publique nada contrario al dogma y la moral catlica y porque no contengan ataques o polmicas puramente personales. Antes bien, que se vean en ellos el anhelo de buscar la verdad y la Justicia

AGRADECIMIENTOS

A mi madre, por su sabidura y tenacidad que me ha brindado.

A mis compaeros y profesores por su amistad y enseanza.

Andrs Gaitn Galarza

A todas aquellas personas que en el camino de la vida han estado cerca de m y me han dejado alguna enseanza. Para mis padres y hermanos que sin su apoyo nunca hubiera llegado a este punto y a todos aquellos que demostraron su amistad durante este tiempo.

A mis profesores que ms que instructores de conocimiento fueron participes de un proceso de crecimiento tanto acadmico como personal y en muchos casos se convirtieron amigos en el proceso, les agradezco su paciencia y comprensin en todo momento.

Muchas gracias

Jair Andrs Moreno

Contenido

INTRODUCCIN11

I - DESCRIPCION GENERAL DEL TRABAJO DE GRADO12

1.Oportunidad o Problemtica12

1.1 Descripcin del contexto12

1.2 Formulacin13

2.Descripcin del Proyecto14

2.1 Visin global14

2.2 Justificacin14

2.3 Objetivo general15

2.4 Objetivos especficos15

II - MARCO TERICO15

1.SIG16

2.Definicin y tipos de LBS16

3.Arquitecturas de tipo Middleware19

III - PROCESO22

1.Metodologa Propuesta22

2.Desarrollo del Proyecto23

3.Reflexin Metodolgica25

IV - RESULTADOS Y RECOMENDACIONES27

1.Fase de exploracin27

Black Berry28

Palm OS y WebOS28

iPhone29

Symbian30

Windows Mobile30

Conclusiones acerca de la exploracin de los sistemas operativos estudiados31

2.Anlisis e identificacin de requerimientos para un LBS34

3.Diseo de la arquitectura39

Diagrama Fsico41

Modelo de dominio43

Diagrama de casos de uso44

Diagrama de lgica45

Diagrama de despliegue47

4.Fase de implementacin49

V - CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS54

1.Conclusiones54

2.Trabajos Futuros55

VI -GLOSARIO: DEFINICIONES, ABREVIACIONES Y ACRNIMOS56

VII - REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFA60

VIII- ANEXOS68

RESUMEN

Da a da, nuevos dispositivos mviles estn emergiendo con capacidades de acceder a internet, usar tecnologa tipo GPS y disponer de diferentes aplicaciones que se suscriben a servicios basados en su localizacin. Estos ltimos le permiten a un usuario poseer una gran variedad de servicios innovadores que hasta ahora se estn explotando.

Sin embargo, proveedores de servicios basados en localizacin y desarrolladores no han logrado definir una plataforma estndar que integre diferentes dispositivos mviles eliminando la incompatibilidad y asegurando una escalabilidad en sus productos.

El presente documento busca ofrecer soluciones para estos inconvenientes, analizando, diseando e implementando una arquitectura de tipo middleware que ofrezca servicios de informacin y/o publicidad y as obtener una ganancia para cada uno de los stakeholders.

ABSTRACT

Every day, new mobile devices are emerging with new features like internet access, GPS location and the ability to run applications that use location based services. Those applications give the user the power to use new services that have not been discovered until now.

However, different location based service providers and developers could not define a standard platform to make it available to different mobile devices without incompatibility and assuring scalability in their products.

The present document implements a solution to those problems, with a middleware designed to offer information and advertising services with revenue to all the stakeholders.

RESUMEN EJECUTIVO

Hoy en da, los servicios basados en la localizacin estn teniendo un xito a nivel mundial debido al auge de los telfonos celulares, asistentes digitales y otros dispositivos mviles. En Colombia poco se ha explotado estos servicios y an el tema es desconocido para muchos. Sin embargo, muchas empresas consideran adoptar un cambio en la cadena de valor tradicional hacia una que integre nuevas tecnologas para generar mayor atraccin en sus negocios. Estos pueden adoptar un nuevo modelo dnde se haga un mayor nfasis en actividades virtuales que en las clsicas, existiendo la posibilidad de ahorrar en recursos y producir mtodos efectivos en servicios de informacin o publicidad.

Por otro lado, esta masificacin de dispositivos mviles con capacidad de acceder Internet, su apogeo y de poder emplear tecnologas de geo-referenciacin cada vez ms sofisticadas crea la oportunidad de ofrecer un servicio al cliente cada vez ms personalizado y de concebir estrategias de tipo ocano azul, como las define Chan Kim y Mauborgne del libro best seller del mismo nombre [KIM et al 2005] (1).

Con este proyecto se pretendi construir una arquitectura que provea servicios de informacin y/o publicidad a dispositivos mviles basados en su ubicacin geo-referenciada. Este se realiz usando una metodologa estructurada de desarrollo del proyecto efectuando un estado del arte de los LBS, una bsqueda de un tipo de servicio en Colombia y un diseo arquitectnico general junto a un prototipo funcional de la aplicacin.

El producto creado pretendi dar valor a todos los stakeholders involucrados haciendo nfasis en los arquitectos y desarrolladores de software en el rea de los LBS.

INTRODUCCIN

Este documento es el resultado del trabajo de grado: Construccin de una arquitectura que provea servicios de informacin y/o publicidad a dispositivos mviles basados en su ubicacin geo-referenciada El trabajo de grado surgi de la idea de disear, construir e implementar una arquitectura tipo middleware para solucionar algunos problemas que existen de interoperabilidad entre diferentes plataformas y tecnologas de diferentes dispositivos mviles a la hora de acceder a LBS.

A continuacin se describe brevemente las secciones que abarca este documento.

Seccin I Descripcin general de trabajo de grado: aqu el lector podr familiarizarse con la visin global de este documento, la formulacin del problema a tratar, su justificacin y los objetivos que se plantearon al crear la propuesta de trabajo de grado.

Seccin II Marco terico: en esta seccin se integra teoras, estudios y antecedentes en general sobre la oportunidad y/o problemtica; adems es un punto de referencia que sustenta tericamente este trabajo de grado e inspira nuevas proyectos.

Seccin III Proceso: aqu se describe la metodologa propuesta al inicio de desarrollo de este trabajo, indicando las actividades realizadas y sus modificaciones con su correspondiente justificacin de cada una de ellas.

Seccin IV - Resultados y recomendaciones: Aqu se describen los resultados parciales de cada subseccin, incluyendo las conclusiones relevantes que finalmente son compiladas y empleadas para generar una propuesta. Esta ltima, junto a su implementacin asociada, sus pruebas y resultados son explicados.

Seccin V-Conclusiones y trabajos futuros: En la seccin final del documento, se describen las conclusiones a las que se lleg con este trabajo de grado, as como algunos caminos que invitan a futuros desarrollos.

I - DESCRIPCION GENERAL DEL TRABAJO DE GRADOOportunidad o Problemtica

1.1 Descripcin del contexto

Los telfonos celulares fueron inventados en 1973 por Motorola [WICK 1991] (2). De acuerdo Gartner Inc, lder mundial en investigaciones de tecnologas de informacin, en el ao 2009 haba ms de 1200 millones de telfonos celulares en el mundo [CAFE 2009] (3). Al transcurrir los aos se fueron incorporando otros servicios como identificacin de llamadas, emisin y recepcin de mensajes, agendas, juegos y una gran variedad de aplicaciones. Gartner estima que hoy en da existen ms de 53,8 millones Smartphones [CAFE 2009] (3)

En Colombia, los telfonos celulares han estado presentes desde hace ms de 10 aos y se han extendido ampliamente. Segn la Superintendencia de Industria y Comercio [SIC 2010] (4) en la actualidad existen 41,4 millones de lneas activas y segn la Comisin de Regulacin de Comunicaciones (CRC), se obtiene 4,2 billones de pesos en la telefona mvil [TELE 2010] (5).

En cuanto al acceso a Internet en Colombia, la CRC registra en el primer semestre de 2009 ms de 2,7 millones de suscriptores a nivel nacional, dnde 2,2 millones corresponden accesos fijos y 495.730 pertenecen a conexiones mviles. ( ) El crecimiento de los accesos (a Internet) mviles es tal que las nuevas altas del servicio durante el primer semestre (339.120 conexiones) es superior a las nuevas altas de enlaces fijos (227.745 lneas). [TELE 2010] (5)

Estas tendencias a nivel mundial han permitido un nuevo emerger en el sector de los servicios basados en la localizacin (LBS), los cuales Shukla [SHUK 2010] (6) los define como la capacidad de encontrar la localizacin geogrfica de un dispositivo mvil para enseguida proveer algn servicio basado en dicha informacin.

Juniper Research, una firma de analistas de telecomunicaciones especializada en el sector de los dispositivos mviles, ratifica la gran evolucin de este mercado como se observa en la Figura 1.

Figura 1: Evolucin de soluciones mviles LBS en el mundo [LBSM 2010] (7)

Todo este potencial no ha sido del todo explotado, en gran parte por las pocas implementaciones a gran escala ya que muchos de los servicios actuales son exclusivamente para sectores empresariales cerrados [MCMA 2006] (8) al igual que existen muchas plataformas para dispositivos mviles que carecen de poca interoperabilidad.[COST 2002] (9)

1.2 Formulacin

Para los stakeholders involucrados en el negocio de los servicios basados en la localizacin, los cuales algunos son los desarrolladores de aplicaciones y los proveedores de LBS, existe una barrera que presenta la baja interoperabilidad entre diversas tecnologas. El desarrollador est sujeto a una plataforma en particular para satisfacer las necesidades de una empresa que provea este tipo de servicios, lo que causa poca o ninguna escalabilidad; estos problemas se podran evitar s existiera un acuerdo global entre todos ellos estableciendo algunas caractersticas bsicas.

En consecuencia, surge la siguiente pregunta:

Cmo construir un sistema de LBS que provea servicios de informacin y publicidad genricos independientes de las plataformas en los dispositivos mviles?

Descripcin del Proyecto

2.1 Visin global

A lo largo del desarrollo de este proyecto se estableci un estado del arte de los servicios basados en la localizacin, explorando las diferentes plataformas y tecnologas disponibles en los dispositivos mviles. Despus de esta exploracin inicial se comenz el anlisis y diseo de una arquitectura viable para un LBS en Colombia.

Teniendo como base esta informacin recolectada durante la exploracin y el anlisis se construy una arquitectura viable, adecuada a las necesidades encontradas durante los procesos anteriores y que sirvi como base para la implementacin de un prototipo que pudiera validar la arquitectura propuesta para este tipo de servicios especficos.

2.2 Justificacin

Este trabajo de grado propone el diseo de una arquitectura enfocada a servicios LBS en dispositivos mviles, con el fin de ayudar al desarrollador al momento de enfrentarse a posibles incompatibilidades entre plataformas o requerimientos del cliente. De igual, el proyecto se orienta a ofrecer servicios similares al propuesto de parqueaderos pblicos en Bogot teniendo como base un middleware para su desarrollo.

2.3 Objetivo general

Analizar, disear e implementar una arquitectura tipo middleware que provea servicios de informacin y/o publicidad a dispositivos mviles basado en su ubicacin geo-referenciada.

2.4 Objetivos especficos

i. Explorar conceptos, tecnologas y aplicaciones existentes para soportar servicios de informacin y publicidad en dispositivos mviles.

ii. Identificar requerimientos para un sistema que provea servicios de informacin y publicidad a un dispositivo mvil, basado en su ubicacin geo-espacial.

iii. Disear una arquitectura que ofrezca servicios de informacin y publicidad dependiendo de la ubicacin geogrfica del usuario mvil.

iv. Construir un prototipo que demuestre la funcionalidad de la arquitectura propuesta, dentro de un dispositivo mvil.

II - MARCO TERICO

En esta seccin se pondrn a disposicin del lector los elementos tericos necesarios para facilitar la comprensin y contextualizacin del proyecto de grado construccin de una arquitectura que provea servicios de informacin y/o publicidad a dispositivos mviles basados en su ubicacin geo-referenciada. La estructura de los temas expuestos le permite al lector, un primer acercamiento al tema general de este proyecto de manera rpida y consistente. La tesis central del proyecto son los servicios basados en localizacin (LBS por sus siglas en ingls), por esta razn el resto de temas giran en torno a ste y, de esta forma, se profundizar en ello cada vez ms. A continuacin se describe brevemente el estado del arte, sus temas ms relevantes y relacionados con este proyecto, as como son los autores ms reconocidos y las organizaciones ms prestigiosas:

1. Sistemas de informacin geogrfica

Los sistemas de informacin geogrfica SIG (o GIS en ingls) son sistemas computacionales que gestionan informacin de localizacin para la toma del proceso de decisiones, son sistemas de informacin los cuales estn basados en datos referenciados por coordenadas geogrficas [CUR 1984] (10); Stan Aronoff asegura que son sistemas de computo que son usados para almacenar y manipular informacin geogrfica.[ARONO 1989] (11)

Por otra parte, el instituto ESRI (Enviromental Systems Research Institute) lder a nivel mundial en aplicaciones SIG los define como la integracin de hardware, software y datos para capturar, manejar, analizar y desplegar en todas sus formas la informacin referente a la geografa [GIS 2010] (11). De igual manera esta empresa afirma que los SIG sirven para ver, entender, preguntar, interpretar y visualizar en diferentes maneras las relaciones, patrones que se forman en base a los mapas.

2. Definicin y tipos de LBS

A lo largo de la evolucin de los servicios basados en la localizacin han surgido diferentes definiciones y enfoques de varios autores hacia este concepto. Al inicio, en el primer taller internacional de sistemas de informacin geogrfico en la web [VIRR et al 2001] (12) lo defini como Los LBS son servicios de informacin accesibles con dispositivos mviles a travs de una red mvil y utilizan la habilidad de hacer uso de la localizacin del dispositivo mvil enseguida [SCHI 2004] (13) lo describe como integracin de la localizacin de un dispositivo mvil junto con otra informacin para proveer servicios de valor agregado a un usuario. En [STEI 2006] (14) , Figura 2, un LBS es presentado como la interseccin de tres tecnologas diferentes: Conectividad Inalmbrica y LCS, Sistemas de informacin geogrfica e Internet.

Figura 2: LBS como una interseccin de tecnologas [BRIG 2002] (14)

Por otro lado [BAR 2009] (15) afirma que existen dos tipos de LBS, los activos y los pasivos. Los primeros estn principalmente enfocados en proveer informacin de servicios. Los segundos, estn orientados sobre todo a clientes empresariales que desean administrar recursos mviles y mejorar el proceso de toma de decisiones. Tambin [ADUS et al 2004] (16) aclara que segn l existen 3 tipos de LBS: Pull, Push y Tracking.

En Pull, la localizacin del mvil es efectuada de forma dependiente, es decir accionada por el usuario y no como en Push. Pull requiere la posicin del dispositivo mvil o la posicin de otro dispositivo mvil; mientras que en Push, es una accin ejecutada por un servidor, quin enva a un usuario informacin de forma asincrnica cuando ocurre un evento de inters.

Algunos servicios para tecnologas tipo Pull son:

Asistencia de emergencias (end user assitance services): Cualquier tipo de atencin a emergencias como por ejemplo en carreteras.

Instrucciones de viaje sobre un mapa.

Servicios de informacin basados en la posicin (location based information services) para asignar recursos: Son los recursos que operar en un rea cerca dnde se genera una solicitud.

Pginas amarillas mviles: El usuario indica las categoras de las cuales desea obtener informacin.

Algunos servicios para tecnologas tipo Push

Servicios por activacin automtica (trigger services) como publicidad mvil.

Servicios de seguimiento por parte de terceros (third part tracking services): Por ejemplo el seguimiento a las rutas de transporte.

Buscadores de amigos: Informa al usuario cules de sus amigos estn cerca donde el usuario se encuentre.

Alerta de zonas: Su estado de activacin depende del estar dentro de un espacio esperado. (object triggers)

Servicio de compras: Ofrece un contacto directo e instantneo con compradores y proveedores.

La localizacin es el ncleo fundamental para cualquier aplicacin de LBS que quiera ofrecer servicios geogrficos en tiempo real. Estos servicios pueden ejecutar en s diferentes conjuntos de funcionalidades y/o conseguir resultados que pueden ir cambiando a raz de nuevas posiciones del mvil.

A nivel mundial se ofrecen actualmente algunas aplicaciones como:

Bsqueda por proximidad: dnde est el punto ms cercano? Ejemplos: Cerca de mi Vodafone en Espaa [IWO 2010] (17)

Instrucciones de conduccin: cmo hago para llegar a cierto lugar? Ejemplos: Map Quest (18), Etak [ETA 2010] (19)

Condiciones de trfico: Est ruta fluye normalmente? Ejemplos: Traffic Station [TRA 2010] (20)

Y algunas de las funcionalidades ms conocidas de los LBS son:

Geodificacin: Muestra la latitud, longitud y direccin (geo-coding).

Geodificacin inversa: Utiliza coordenadas para retornar otra informacin (reverse geocoding)

Enrutamiento: Selecciona una ruta con el tiempo ms corto de desplazamiento (spatial querying)

Servicio de mapas: Habilita la funcin de mapas en un dispositivo habilitado (mapping).

Servicio directorio: Identifica establecimientos pblicos en una regin especfica.

3. Arquitecturas de tipo Middleware

Rymer [RYME 1996] (21) explica que un middleware es el software que le permite a los elementos de una aplicacin a poder interoperar a travs de enlaces de redes, a pesar de grandes diferencias en la comunicacin de protocolos ,sistemas de arquitecturas [sistemas operativos], base de datos y otros servicios de aplicaciones. Y para Puentes [PUEN 2005] (22) el trmino hace referencia a componentes de software que actan como intermediarios entre otros componentes de software, generalmente, en el marco de la interaccin cliente/servidor.

Actualmente existen diferentes tipos de arquitecturas que proveen servicios basados en localizacin, tanto en forma como en diseo cambian radicalmente sin embargo tratan de ofrecer la misma funcionalidad. Spinney [SPIN 2003] (23) considera que se han identificado tres tipos de generaciones en arquitecturas para servicios basados en localizacin. En la primera, de 1997-2001, Figura 3, se distinguan modelos de arquitectura descentralizada, dnde las compaas de GIS aseguraban un alto ROI pero los proveedores (o carriers en ingls) no podan desarrollar aplicaciones LBS de manera elegante y rpida por cuestiones de integracin e interoperabilidad.

Figura 3 : Arquitectura LBS de primera generacin [SPIN 2003] (23)

Enseguida, en la segunda generacin, Figura 4, se bas en usar arquitecturas con servicios Web centralizados. As de esta forma, los desarrolladores de aplicaciones LBS enviaban sus cdigos a los proveedores y estos los hacan disponibles a sus suscriptores [SPIN 2003] (23). Aqu se agregaron componentes al ncleo de la arquitectura LBS, usando un middleware de localizacin y un servidor para la geo-referenciacin. La arquitectura fue centralizada y se aseguraban aspectos como la privacidad y la personalizacin.

Tambin la inclusin de protocolos y APIs como el LIF-MLP (Location interoperability forum mobile location protocol) [OMA 2004] (24) para la localizacin y el API de la OGC (Open Gis Consortium) llamado OpenLS para el procesamiento espacial, han resuelto gran parte de los problemas en la primera generacin [SPIN 2003] (23). El LIF-MLP, se encarga de solicitar y responder las coordenadas geogrficas del mvil. Los APIs de OpenLS son esquemas XML que definen el procesamiento de conjuntos espaciales para las funcionalidades como: geodificacin, geodificacin inversa, enrutamiento, servicio de mapas y rastreo.

Figura 4 : Arquitectura LBS de 2 generacin [SPIN 2003] (23)

Hoy en da, la tercera generacin es la continuacin de la segunda usando informacin de posicin ms precisa e incluyendo el hecho de poder iniciar servicios LBS de forma proactiva, gracias a su ubicacin. Por ejemplo, existen servicios de tipo:

affinity trigger dnde la aplicacin le muestra sus amigos en proximidad (friend -finder).

object Triggers se controla cuando se ingresa cierta zona radial.

object-temporal triggers igual al anterior pero incluye la variable del tiempo.

III - PROCESO1. Metodologa Propuesta

Al inicio de este trabajo de grado, para poder alcanzar los objetivos propuestos, se organiz una metodologa por fases para garantizar su seguimiento y cumplimiento de las mismas. A continuacin se describe las cuatro fases propuestas.

Fase exploracin

Esta es la fase inicial del proyecto, aqu se recopil, clasific informacin, explor conceptos, tecnologas y aplicaciones existentes para soportar servicios de informacin y publicidad en dispositivos mviles. Esta fase es la base para construir

el estado del arte de los LBS, entender la razn y el seguimiento de su evolucin; de esta manera se puede entender y estudiar, cmo operan hoy en da las diferentes tecnologas en esta rea, cules son sus mayores fortalezas y en general, no crear productos por fuera del contexto o partiendo de una ontologa nueva.

Anlisis e identificacin de requerimientos para un LBS

En esta fase se identificaron los requerimientos para un sistema que provea servicios de informacin y publicidad a un dispositivo mvil basado en su ubicacin geo-espacial. Esta fase se cre con la intencin principal de definir el producto del servicio del LBS as como de cerrar el alcance del proyecto, el cual se encontraba extenso, ya que en ese instante no se tena claro cmo disear una arquitectura.

Diseo de la arquitectura

En esta fase, se propuso realizar el diseo de la arquitectura mencionada en el objetivo principal de la propuesta de trabajo de grado. Esta fase se bas en identificar y relacionar todos los componentes de la arquitectura, para luego describir una arquitectura a travs de una metodologa, haciendo siempre alusin con su fase anterior, para finalmente ofrecer servicios de informacin y publicidad dependiendo de su ubicacin geogrfica del usuario mvil.

Construccin de un prototipo

Esta es la fase final, aqu se realiz la codificacin de un servicio asociado a la arquitectura demostrando la funcionalidad de la arquitectura propuesta del dispositivo mvil.

2. Desarrollo del Proyecto

Durante el desarrollo del proyecto, la metodologa propuesta result ser adecuada en la mayora de las fases, sin embargo hubo dificultades o cambios menores en algunos puntos de todas las fases.

A continuacin se expone el trabajo realizado en cada una de las fases metodolgicas.

Fase exploracin

Se exploraron los aspectos tcnicos de los sistemas operativos para dispositivos mviles que se relacionen con la geo-referenciacin.

Se investig acerca del estado del arte de los servicios basados en la localizacin.

Se intent conocer diferentes arquitecturas tipo middleware que proveen servicios a nivel mundial, ya que fue difcil obtener varios diseos de estas por cuestiones de privacidad y/o baja calidad en las fuentes de los autores.

Se evalu las principales tecnologas aplicadas al posicionamiento geo-espacial que utilizan los dispositivos mviles

Se establecieron las caractersticas principales de los diferentes modos de comunicacin inalmbrica presentes en los dispositivos mviles

Anlisis e identificacin de requerimientos para un LBS

Originalmente la propuesta deca establecer la poblacin objetivo que va hacer uso de la arquitectura se corrigi hacia : establecer la poblacin objetivo en Bogot que va hacer uso de un LBS

Se realiz una encuesta a clientes potenciales basado en la poblacin objetivo para identificar sus necesidades

Se analiz los resultados de la encuesta con el fin de obtener requerimientos principales

Originalmente la propuesta deca realizar el documento de especificacin de requerimiento asociado a la arquitectura se ajust a realizar el documento de especificacin de requerimientos asociado a un servicio LBS

Diseo de la arquitectura

Se identific los componentes de entrada y salida de la arquitectura

Se estableci las relaciones y formas de comunicacin entre los componentes identificados

Se verific por parte de terceros acerca de la estructura de la arquitectura propuesta

Se efectu una reconstruccin de la arquitectura basada en la verificacin entregada por terceros

Estos aspectos fueron desarrollados no a una arquitectura universal ni especficamente para el servicio LBS propuesto sino hacia una arquitectura centrada en servicios similares al propuesto.

Construccin de un prototipo

Originalmente la propuesta deca identificar las fuentes actuales sobre sitios de inters segn el campo de la actividad sin embargo se elimin este punto ya que no tena relacin porque el prototipo se ajust nicamente al servicio LBS de los parqueaderos pblicos en Bogot.

Se obtuvo con xito informacin sobre los sitios de inters segn el campo de la actividad

Se gener un estndar nico de informacin con los datos relevantes por cada sitio

Se document cada sitio de inters obtenido segn el formato establecido

3. Reflexin Metodolgica

Cmo se mencion anteriormente, la metodologa propuesta fue apropiada para el desarrollo del proyecto pero se introdujeron cambios en algunos puntos para ajustarlos a las necesidades segn el contexto. A continuacin se exponen sus razones:

Fase 1: punto 3

Originalmente se propuso Conocer diferentes arquitecturas tipo middleware que proveen servicios a nivel mundial.

Este aspecto en la prctica fue difcil su investigacin, ya que los grandes jugadores de empresas de telefona celular compiten entre s y son celosas en revelar informacin que puede ser til para terceros. Sin embargo, se encontr algunos diseos y bosquejos de este tipo de arquitecturas en personas annimas o no reconocidas profesionalmente que describan posibles aspectos. Estos al no estar justificados y poseer suficiente soporte no fueron del todo tomadas en cuenta. Al final de esta fase, se obtuvo parte de informacin acerca de Symbian, el sistema operativo de celulares ms popular, que hasta esa fecha no era del todo revelado luego de anunciarse que su cdigo fuente iba ser totalmente libre.

Fase 2: punto 1

Como se mencion en el punto anterior:

Originalmente la propuesta deca establecer la poblacin objetivo que va hacer uso de la arquitectura se corrigi hacia: establecer la poblacin objetivo en Bogot que va hacer uso de un LBS. Este ajuste fue necesario ya que este punto no estaba relacionado con los desarrolladores y arquitectos de software, sino con el punto anterior referente a la encuesta propuesta. Est se enfoc en conocer los diferentes modelos, tecnologas, gustos y preferencias de los usuarios que tuvieran telfonos celulares.

Fase 3

Al momento de la ejecucin de esta fase, se tuvo en cuenta las fases anteriores; por lo tanto, proponer una arquitectura universal como originalmente se imaginaba, no cobraba mucho sentido porque:

Segn expertos entrevistados, no es factible que exista una arquitectura universal para cualquier servicio LBS ya que una arquitectura puede representar algunas ventajas como para otras puede significar desventajas; en efecto, lo sugerido en estas entrevistas y la investigacin previa del estado del arte, se constat que hoy en da todas las empresas desarrolladoras de software disean la arquitectura segn los requerimiento del cliente y del LBS ; de igual existen varios estndares de comunicacin para LBS dnde cada casa de software utiliza el de su autora o segn ms le convenga y no existe uno universal.

La ejecucin ajustada fue realizar una arquitectura centrada en ofrecer servicios similares al propuesto descrito en el documento SRS (anexo I) para servicios en Bogot teniendo en cuenta las fases preliminares.

Fase 4: punto 1

Como se explic en el punto anterior y en base a la ejecucin ajustada de la fase 3, no tena relacin este aspecto, y el prototipo se ajust nicamente al servicio LBS de los parqueaderos pblicos en Bogot.

IV - RESULTADOS Y RECOMENDACIONES

A continuacin se ilustran los resultados que fueron obtenidos durante de este trabajo de grado.

1. Fase de exploracin

Durante esta fase inicial, se encontr una gran diversidad de sistemas operativos en los dispositivos mviles, por lo que fue necesario realizar un estudio de los ms divulgados al realizar este trabajo de grado. Este anlisis, incluy las caractersticas propias y su capacidad en detalle para gestionar sistemas basados en su localizacin. A continuacin se describen algunos de los sistemas operativos ms populares (en cuanto a nmero de dispositivos mviles sobre esta plataforma) y se describen las caractersticas y resultados ms importantes que se estudiaron haciendo nfasis en los siguientes criterios:

Capacidad de ejecutar software diferente al propio

Caractersticas de pantalla y modo grafico

Transmisin de datos sobre una red (tanto red celular como inalmbrica)

Soporte para tecnologas de localizacin

Black Berry

Este sistema operativo OS(operating system) es software propietario, fue desarrollado por la compaa Research In Motion. Hoy en da posee ms de 36 millones el nmero de usuarios segn Maturana, reportero del sitio web The Inquirer [INQU 2010] (25) donde gran parte de ellos pertenecen al mundo empresarial; sin embargo en cuanto al nmero de aplicaciones, el portal ZonaBlackberry afirma Si analizamos esto realmente la seleccin de aplicaciones de terceros disponibles para BlackBerry es insignificante, si las comparamos con las 10,619 para Palm OS, 9,757 de Symbian OS, o las 18,382 en Windows Mobile [ZONA 2010]. Los modelos como el Pearl 8110, Curve 8310 y Bold 9000 se destacan porque poseen la funcionalidad de GPS asistido, A-GPS (Assisted Global Positioning System) e incluyen asistencia del software BlackBerry Maps; sin embargo actualmente no tiene soporte para varios pases, incluido Colombia [PDAC 2010] (26).En cuanto al desarrollo de aplicaciones, se basa en la especificacin JAVA que le provee a los desarrolladores herramientas conocidas para facilitar la creacin del producto as como la utilizacin de las API de comunicacin y transferencia de datos. El sistema operativo permite (siempre y cuando lo soporte el dispositivo) transferencias en tecnologa GPRS, EDGE y recientemente tecnologa HDSPA.

Palm OS y WebOS

El sistema operativo Palm OS fue un producto desarrollado por PalmSource Inc. y fue durante algn tiempo el sistema ms difundido en dispositivos mviles. El sistema fue adecundose a las necesidades y obtuvo capacidades para pantallas a color, transmisin de datos y soporte para la tecnologa EDGE. Para el desarrollo de aplicaciones sobre Palm OS se emplea una especificacin de JAVA J2ME con MIDP (Mobile Information Device profile) 2.0 el cual facilita el acceso a las conexiones de datos diferentes a HTTP y el soporte a aplicaciones (MID) de JAVA que usen comunicaciones, pantalla completa e integracin con otras aplicaciones. A comienzos del ao 2010 el sistema operativo Palm OS se descontinu con el lanzamiento del Palm Treo Pro (siendo este el ultimo dispositivo que lo usar). Posteriormente a esta decisin se lanz por parte de la compaa del sistema operativo WebOS que es un sistema operativo de vanguardia para dispositivos nuevos que integren unas caractersticas mnimas especificadas por el fabricante. Entre estas caractersticas esta la posibilidad de conexin a redes de alta velocidad hardware de GPS entre otras. Se destaca el Palm webOS Plug-in Development Kit el cual brinda soporte para del desarrollador para actividades como geo-referenciacin o localizacin en algunos modelos como el Palm Pre y el Palm Pixi[PALM 2010] (27). Sin embargo, las restricciones de acceso al bajo nivel del sistema por fuera de los desarrolladores externos dificultan las aplicaciones diferentes a widgets en pantalla.

iPhone

Su sistema operativo est basado en el mach kernel del sistema operativo Mac OS X. Sin embargo fue adecuado para cumplir requerimientos de funcionamiento en un dispositivo mvil. Se destaca por la inclusin de tecnologas de posicionamiento tales como GPS y triangulacin mediante antenas celulares as como la capacidad de conexin a redes de alta velocidad (HDSPA) desde la versin 3G del dispositivo y el iPhone OS 2.0.

An cuando en un principio el sistema operativo slo ejecutaba aplicaciones autorizadas por Apple Inc. En junio de 2007 se cambi el modelo al establecimiento de una tienda de aplicaciones centralizado y controlado por ellos pero sobre la cual desarrolladores podan publicar aplicaciones. Ese mismo mes se liber por parte de Apple el SDK para iPhone que es el encargado de construir aplicaciones compatibles con el dispositivo.

Hoy en da, existe una gran cantidad de aplicaciones para este telfono, muchas de las cuales son LBS donde se destacan los segmentos de viajes, mapas, bsquedas locales y redes sociales. La empresa Skyhook asegur que en el 2009 se lanzaron ms de 7.000 aplicaciones y servicios que aprovecharon los beneficios de la localizacin.[SKYH 2009] (28) Sin embargo, su sistema, aunque tericamente es capaz de ejecutar aplicaciones JAVA u otras que requieran mquina virtual, las polticas de desarrollo lo impiden claramente haciendo que slo bajo el uso del SDK privativo se puedan construir aplicaciones (siempre y cuando se mantengan con las restricciones impuestas).

Symbian

Este sistema operativo desarrollado por la fundacin Symbian es caracterstico de los telfonos inteligentes Nokia, Motorola y otros como Samsung, Siemens y Sony Ericsson. Entre sus principales caractersticas se encuentra el hecho de que todo su cdigo es de fuente libre, lo que significa que cualquier persona puede observar, modificar o reutilizar su cdigo.

Su modo de funcionamiento se basa en un ncleo de sistema que corre cdigo QT as como maquinas virtuales JAVA. Todas las aplicaciones desarrolladas para este sistema operativo tienen la posibilidad de acceder tanto a los API de comunicaciones como del sistema operativo siempre y cuando cuenten con la autorizacin del usuario para dicho fin. Existe un compilador de C++ y un SDK para JAVA ME para desarrollar aplicaciones para este sistema operativo.

Posee capacidad de servicios tanto PUSH como PULL en cuanto a comunicacin con la red y su plataforma de aplicaciones es muy grande en parte, por la disponibilidad publica de su ambiente de desarrollo Qt. Los sistemas de GPS y tecnologas de localizacin estn siendo adaptados desde hace algunos aos, sin embargo fue hasta el lanzamiento del sistema Nokia Maps que form parte integral del sistema.

Windows Mobile

Este sistema operativo es la versin mvil del sistema operativo Windows y su cdigo es completamente cerrado; sin embargo, los desarrolladores pueden utilizar algunas herramientas como son el API. net Mobile y el entorno de desarrollo Visual Studio [DEGRE 2010] (29) para acceder a funcionalidades de red de bajo nivel del dispositivo mvil.

Conclusiones acerca de la exploracin de los sistemas operativos estudiados

A partir de esta fase de exploracin de los sistemas operativos de los telfonos celulares y de los objetivos de este trabajo de grado:

Se descart considerar el sistema operativo del iPhone porque no proporciona suficientes herramientas ni documentacin, as como sistemas cerrados como el de Windows Mobile.

Se consider trabajar con los sistemas operativos Symbian y Blackberry porque soportan tecnologa JAVA ME y Android OS para JAVA SE y tienen acceso a funcionalidades de bajo nivel en los telfonos celulares.

Se estableci disear la arquitectura, proponer el LBS y realizar un prototipo funcional que funcione sobre los sistemas operativos Symbian y Blackberry, ya que estos fueron dos de los ms populares en el estudio de Gartner como lo muestra la siguiente Figura 5:

Figura 5: Previsin de ventas de smartphones en 2012 segn grupo Gartner[GART 2010] (30)

As como fue el dominante en la encuesta realizada en Bogot, descrita en la fase 2 y disponible en el Anexo III.

Por otro lado, de manera paralela se investig acerca de las arquitecturas que pueden proveer servicios LBS en los dispositivos mviles, haciendo nfasis en los telfonos celulares. En este punto, se busc profundamente este tipo de informacin, no siempre con xito pero se pudo percibir oficialmente una parte de la arquitectura de Symbian ^3 como lo muestra la Figura 6

Figura 6 : Arquitectura Symbian ^3 [SYMB 2010] (31)

Y de manera no oficial, posibles arquitecturas de forma general para el iPhone OS 2.0, las cuales nos permitieron identificar algunos componentes bsicos, protocolos usados e ideas que fueron establecidas en documento SRS (anexo I) y SAD (anexo II).

As, despus de investigar a fondo acerca del estado del arte de los LBS con xito se procedi a analizar las diferentes tecnologas para el posicionamiento geo-espacial. Este anlisis reflej que existe una gran variedad de tecnologas de este tipo. Por ende, se propuso clasificarlas en dos grupos: las que hacen parte de las redes celulares y/o satelitales y las que se basan en el posicionamiento por radio. Las primeras son las que utilizan la red y el dispositivo mvil en s, mientras que las segundas son conocidas como redes inalmbricas; estas son las tecnologas de Bluetooth, Wi-fi, Wi-Max, infrarojos o banda Ultra-Ancha.

Los resultados obtenidos luego de analizar cada uno de ellos concluyeron que al momento de elegir una tcnica de posicionamiento para algn dispositivo, no existe una que se acople a todas las necesidades que puede requerir un usuario. Por consiguiente es necesario inclinarse en los aspectos ms importantes y de mayor peso al modelo del cliente para obtener el mximo beneficio.

A continuacin, se muestran los aspectos ms importantes de cada una de ellas:

Ventajas y desventajas del Posicionamiento por radio:

Slo se usan para posiciones en el interior.

No todos los dispositivos funcionan con la misma tecnologa.

Es necesario usar balizas (objetos sealizadores) dentro del interior.

Ventajas y desventajas del Posicionamiento por celular:

La tecnologa Cell-ID es universal de bajo costo pero imprecisa.

La posicin del mvil se basa en la medida entre la BTS Y MS.

La precisin depende de las caractersticas de BTS tales como la radio, la segmentacin de la zona y de la actualizacin del CELL-ID con mejoras como el TA (timing advance).

Ventajas y desventajas del Posicionamiento por satlite:

El posicionamiento es universal con alta precisin.

La seal es dbil y breve, adems se necesita que el receptor tenga lnea de vista con los satlites.

Alto costo en los receptores.

Dificultad de establecer enlace en ciertos lugares debido a condiciones climatolgicas.

2. Anlisis e identificacin de requerimientos para un LBS

En esta fase se realiz una encuesta a clientes potenciales basados en la poblacin objetivo para identificar sus necesidades (anexo III).

La encuesta se efectu entre el 9 a 28 de febrero de 2010 con un tamao de muestra de 102 personas (la mayora de la Pontificia Universidad Javeriana), observando una clara especificacin del grupo objetivo en las edades de 11 a 45 aos con predominio especial entre los 19 y 35 aos pertenecientes a los estratos 4-5-6. Este grupo social tiene entre sus preferencias la actividad social y recuperacin rpida de informacin desde cualquier dispositivo. Equiparando a los datos ofrecidos por la comisin Reguladora de Telecomunicaciones, se presenta una casi completa presencial de un dispositivo mvil por persona, dando un 98% de respuesta a la pregunta Tiene usted telfono mvil?. Sin embargo esta gran cantidad de dispositivos es usada principalmente para servicios bsicos como telefona y mensajes de texto y no para servicios avanzados tales como Internet, servicios LBS, servicios SIM u actividades sociales.

Por otro lado, el grupo de 18 a 45 aos presenta una adquisicin de equipos nuevos con tecnologa actual como conexiones de datos integradas. Ya sea tecnologa como EDGE, 3G, 3.5G o WiFi estos equipos permiten al usuario conectividad instantnea en cualquier lugar y facilitan la compra o uso de servicios LBS. Cuando se limitan los resultados para aclarar cules de estos usuarios se convierten en usuarios potenciales se observa principalmente si son usuarios de un plan de datos actualmente o van a serlo en el futuro. Sin embargo, el grupo se reduce drsticamente debido a que el 60% del grupo reducido no tiene un plan de estas caractersticas; adems el porcentaje de los que usan GPS es de tan slo 20% (y esto teniendo en cuenta que muchos de los encuestados son de ingeniera de sistemas y conocen sus ventajas).Cabe mencionar, que el acceso a Internet representa el valor significativo de 48% dnde los usuarios no conocen de servicios LBS sino de servicios mviles y/o sociales como Google o Facebook Mobile.

Analizando estos resultados de la encuesta con los obtenidos en la primera fase, y la entrevista realizada a Barrera [BARR 2010] (32), experto en el rea de LBS del sitio web http://www.lbspro.com se consider establecer la siguiente hiptesis:

Se podra suponer que Colombia an no emerge los LBS debido al desconocimiento general del tema y de una cultura de la misma inexistente; el segmento de los usuarios que poseen smarthphones y tecnologas incorporadas en los telfonos celulares como GPS es todava reducido (seguramente porque los telfonos de gama alta son poco accesibles para muchos Colombianos); existen pocos jugadores en Colombia que ofrezcan este tipo de servicios y pocos usuarios que hagan uso de este tipo de servicios.

Por todo lo anterior y teniendo en cuenta los objetivos propuestas para este trabajo de grado se opt:

Ofrecer un LBS para Colombia y especficamente en la ciudad de Bogot. Esta decisin, adems de estar relacionada con los requerimientos de los clientes potenciales en la encuesta, fue con el fin de difundir el concepto de estos servicios en la capital, as como en un futuro en otras ciudades importantes.

Incluir los usuarios que no poseen tecnologa incorporada de GPS en su telfono celular. Para este fin se decidi utilizar la geo-localizacin que usa Google Maps, la cual es necesaria una conexin a Internet entre otras restricciones descritas en SRS (anexo I) y funciona adecuadamente en Bogot.

Esta localizacin est basada en la base de datos de las coordenadas de los usuarios y no en algn tipo de triangulacin de seales u otro proceso de localizacin del dispositivo. El usuario de un telfono mvil al usar el servicio de Google Maps, acepta una clusula de privacidad que le permite registrar el CELL-ID y obtener sus coordenadas geogrficas para almacenarlas en su base de datos. De esta manera, se crea un DBMS capaz de relacionar e identificar lo ms preciso la localizacin del dispositivo mvil as el usuario no posea ninguna tecnologa de GPS. La precisin de esta informacin se acenta a travs de la cantidad de usuarios, as como los usuarios que poseen un telfono con tecnologa GPS incorporada, suministran informacin precisa de la localizacin

Hacer un caso de estudio a LBS enfocados en el uso de los servicios de parqueaderos pblicos o privados en la ciudad de Bogot.

Este caso de estudio surge despus de analizar algunas investigaciones de mercado como la realizada en Estados Unidos por la empresa de GFK [GFK 2010] (33). La Figura 7 expone esta situacin:

Figura 7 : Aplicaciones LBS, cules y en dnde? [GFK 2009] (34)

En este se percibe una fuerte tendencia a que los dispositivos mviles se usan bastante en el carro y que uno de los servicios ms frecuentes y solicitados por los usuarios es el uso del conocimiento de parqueaderos y sus tarifas. Por otro lado la empresa Skyhook revela los sectores ms apetecidos por los clientes de iPhone en la siguiente Figura 8 [SKYH 2009] (28)

Figura 8 : Nmero total de aplicaciones del iPhone [SKYH 2009] (28)

En Bogot, no existen investigaciones de mercado acerca de las preferencias de los usuarios, similares a las consultadas, pero la Figura 7 es un punto de partida para ofrecer un servicio LBS en la ciudad. Actualmente, la capital afronta problemas de trfico, falta de parqueaderos y congestiones debido a innumerables construcciones de vas y desarrollo urbano que impiden recorrer fcilmente la ciudad y visitar cualquier parqueadero en una zona. Algunas caractersticas que impulsaron a crear un LBS, as como definirlo y marcar la diferencia entre posibles competidores, es la obtencin de informacin detallada y actualizada constantemente como:

Existen cupos actualmente en X parqueadero?

Cules son sus caractersticas de espacio?

El espacio para parquear es amplio o estrecho?

Presenta buena sealizacin?

Es necesario dejar las llaves?

Ofrece servicio de valet parking y cules son sus caractersticas?

Existe algn tipo de seguridad dentro del parqueadero?

Ofrece parqueo para motos, bicicletas?

Existe cupo en este momento?

Cules son estas tarifas?

Posee algn tipo de descuento o precio especial para clientes con un perfil especifico? el parqueadero pertenece al club Diamante de Renault?

As esta fase concluy de forma exitosa, estableciendo la poblacin objetivo que va hacer uso de la arquitectura y realizando el documento de especificacin de requerimientos asociado a este servicio de LBS (anexo II) como se haba propuesto en la metodologa de este trabajo de grado.

3. Diseo de la arquitectura

En esta fase se dise una arquitectura en base a la fase anterior que ofrezca servicios de informacin y publicidad dependiendo de su ubicacin geogrfica del usuario mvil. Esta arquitectura se llam MTG middleware to go haciendo nfasis en ese tipo de arquitectura.

En el documento SAD (anexo II) se identificaron los componentes de entrada y salida de la arquitectura y se establecieron las relaciones y formas de comunicacin entre los componentes identificados como se haba proyectado en la propuesta de trabajo de grado. Adems, estos componentes, la arquitectura y en s el documento, est delimitado por la metodologa escogida 4+1 vistas, elaborada por Krutchen de la compaa Rational Software Corporation [KRUT 1995] (35).

Con la elaboracin de este documento bsicamente se pretendi:

Dar a conocer cmo se va a realizar la representacin arquitectnica en el sistema y de qu forma se puede adaptar a las necesidades de los Stakeholders.

Mostrar los objetivos que se tienen en cuenta en el ambiente arquitectnico, as como las limitaciones con las que hay que restringir el sistema.

Mostrar el estilo arquitectnico que se va a utilizar en el sistema.

Determinar cmo se va a adaptar el modelo de 4+1 vistas a la arquitectura planteada para el sistema.

Por otro lado, el sistema llamado MTG middleware to go diseado por los estudiantes de este proyecto de grado, AGG-JMM, es una arquitectura tipo middleware que pretendi facilitar la construccin de la misma en la bsqueda de satisfacer las caractersticas bsicas al momento de ofrecer soluciones LBS similares al servicio descrito en el anexo I. Estas propiedades fueron:

Poseer una arquitectura que en s permita una personalizacin de un LBS brindado por alguna empresa, solicitado por un cliente y gestionado por un tercero, como es el caso de AGG-JMM para el LBS de parqueaderos pblicos en la ciudad de Bogot, descrito en el anexo I.

La informacin y publicidad brindada est orientada a segmentos especficos al usuario que posee un dispositivo mvil

Los usuarios pueden escoger que servicios consumen de la arquitectura

La(s) empresa(s) recibe uno o varios reportes estadsticos de las preferencias de los usuarios que consumen sus servicios

A continuacin se ilustran los diagramas, Figuras 9-13, ms representativos que fueron el resultado del documento SAD (anexo II) y que fueron verificados por parte de los ingenieros de sistemas Barrera [BARR 2010] (32), experto en el rea de LBS y administrador del sitio web http://www.lbspro.com y Castillo [CAST 2010] (36) experto en aplicaciones LBS de la empresa Proclculo Prosis S.A acerca de la estructura de la arquitectura propuesta.

Cabe mencionar que estos aspectos fueron desarrollados no a una arquitectura universal ni especficamente para el servicio LBS propuesto sino hacia una arquitectura centrada en servicios similares al propuesto en el SRS (anexo I).De igual, la descripcin de cada uno de ellos, su tamao real, as como otros aspectos relacionados con las vistas y la arquitectura en s se encuentran en detalle en el SAD (anexo II) y SRS (anexo I).

Diagrama Fsico

Figura 9 : Diagrama fsico (anexo IV)

Observando el diagrama (Figura 9) desde el centro, el sistema de AGG-JMM se compone principalmente por:

Un servidor web, que se encarga de transferir las pginas web a los clientes.

Un servidor de aplicaciones, que se encarga de la lgica del negocio.

Un servidor de almacenamiento, quin se encarga de guardar los datos personalizados de los clientes. En el LBS de parqueaderos pblicos en Bogot, son archivos en formato KML.

Un servidor de base de datos geo-espacial, quin se encarga de guardar los datos geogrficos de los puntos de inters.

Por otro lado, el sistema AGG-JMM se relaciona con el sistema de

Servicios geogrficos, quin es el encargado de suministrar los datos geogrficos y geo-codificados a partir de una cartografa, en este caso es Google quien provee este tipo de informacin por medio de Google Maps. Otros servicios podran ser Yahoo Maps, mapas.com.co, mapas publicar entre otros.

Sistema empresa, en el caso de la aplicacin LBS descrita en SRS (anexo I) representa todas las empresas que ofrecen servicios de parqueaderos pblicos en la ciudad de Bogot. Otros sistemas empresa podran ser empresas que deseen ofrecer servicios de informacin o publicidad similares a este, como por ejemplo restaurantes, centros comerciales, museos y cualquier otro establecimiento que desee una fuerte personalizacin a travs de los dispositivos mviles.

Sistema externo, es el sistema dnde se encuentra los usuarios con sus dispositivos mviles, que en el caso de la aplicacin LBS del anexo 1 SRS, son telfonos celulares con caractersticas descritas en dicho documento. En otros LBS similares, podran ser diferentes las caractersticas de los telfonos celulares, otros dispositivos mviles y hasta otro tipo mercado de usuarios.

Modelo de dominio

Figura 10 : Modelo de dominio (anexo IV)

Con respecto a la Figura 10:

En la Figura 10, se observa que son los telfonos celulares, los PDA, los laptops entre otros son dispositivos mviles que utilizan los LBS. Estos ltimos se benefician por servicios de cartografa como son Bing Maps, Yahoo Maps, Google Maps, mapas publicar entre otros que utilizan el concepto de geolocalizacin. Sin embargo es el cliente quien posee un dispositivo mvil y disfruta de los LBSs.

Por otro lado la asociacin AGG-JMM es la encargada de vender su servicio al cliente, ofrecerle servicios de informacin o servicios de publicidad y al mismo tiempo negociar con una o varias empresas que desean estos servicios. As AGG-JMM desarrolla un middleware que est en servidor gestionado por l mismo y cualquier empresa suministra la informacin necesaria al middleware para la gestin del LBS.

Diagrama de casos de uso

Se encuentra en mejor tamao en el anexo IV y se describe en el anexo I

Figura 11: Diagrama de casos de uso (anexo IV)

Diagrama de lgica

Figura 12 : Diagrama de lgica (anexo IV) En este diagrama, se observan los paquetes de Usuario, presentacin, lgica, modelo de datos, sistemas externos y DBMS.

Dentro del paquete de usuario, existe un navegador quien se comunica con el componente Controlador para suministrarle informacin de las solicitudes del cliente y/o administrador a travs del protocolo Hypertext transfer (HTTP), descrito por la Internet Society en el RFC 2616 [INTER 1999] (37) a travs de cualquier navegador (browser). Este mecanismo es el mismo usado para acceder a los servicios de aplicacin cartografa, los cuales pueden ser Google Maps, Bing Maps,Yahoo Maps, mapas com.co, mapas publicar entre otros. Cabe anotar, que podra remplazarse por otro protocolo, por ejemplo HTTPS s dicho LBS se especfica que debe poseer una alta seguridad en sus transferencias.

El componente de Controlador, controla el componente de Vista y es el encargado de devolver o responder la comunicacin al browser por el mismo mecanismo. El Controlador le indica al componente Modelo, una tarea especfica y junto al componente de Vista usan el componente de Sesin, quien identifica el tipo de usuario.

El componente Modelo, se puede comunicar con el componente de Manejadores del paquete lgica por el intermedio de tecnologa RMI o CORBA (si es necesario usarla). Los Manejadores son unos receptores de peticiones del cliente que facilitan y simplifican las tareas solicitadas por parte del usuario. Estos se enlazan con el paquete de Modelo de datos y su componente de persistencia. Adems estos Manejadores se enlazan con el paquete llamado sistemas externos, a travs del protocolo Simple Object Access Protocol (SOAP) descrito por la W3 Consortium [W3C 2007] (38) ; este garantiza la comunicacin de aplicaciones de diferentes sistemas operativos, y/ o lenguajes o tecnologas diferentes a las usadas en el servicio ofrecido por AGG-JMM.

Dentro de este paquete, estn los componentes para la geo-codificacin de los puntos de inters (no aplicable en el caso del servicio de LBS con Google Maps) y un servicio de cartografa ofrecidos por algn proveedor de mapas.

Todos los datos referentes a la personalizacin y al sector geogrfico se pueden encontrar en una base de datos externa. Por lo tanto es necesario usar un protocolo universal como tecnologa ODBC.

Diagrama de despliegue

Figura 13: Diagrama de despliegue (anexo IV)

En el diagrama de despliegue Figura 13, Para empezar se observa el componente del dispositivo mvil en esta aplicacin LBS para los parqueaderos pblicos de Bogot descrita en el SRS, anexo I, son nicamente los telfonos celulares que se ajustan a las restricciones descritas en el mismo anexo.

Enseguida, el componente de PC es referente al computador de escritorio (desktop) o computador mvil (laptop) descrito con caractersticas en el SRS. Ambos componentes se enlazan a la red de Internet, por el protocolo Hypertext transfer (HTTP), descrito por la Internet Society en el RFC 2616 [INTER 1999] (37) a travs de cualquier navegador (browser).Cabe anotar, que podra remplazarse por otro protocolo, por ejemplo HTTPS s dicho LBS se especfica que debe poseer una alta seguridad en sus transferencias.

El componente web, es donde reside un contenedor web que posee el objeto de la presentacin, lugar donde surge el MVC. En el caso de LBS descrito en el documento SRS, se usa la herramienta de Apache Tomcat, pero se podra otra.

Cabe aclarar que en la a arquitectura de J2EE se asume que un web container es recibido por un web server del mismo vendedor, as que no especifica el contrato entre estas dos entidades; de igual forma un web server puede recibir unos o ms web containers[J2EE 2010]. Adems el web server, solamente recibe peticiones por HTTP, las interpreta, procesa las correspondientes respuestas y las enva a los clientes apropiados o web browsers.

Por otro lado, aunque en el diagrama es un contenedor web, no se pretende a que nicamente se haga alusin a la arquitectura de J2EE y que se use nicamente el lenguaje JAVA; sin embargo usar containers, crea que la entidad pueda proveer gestin del ciclo de vida, seguridad, despliegue y servicios en tiempo de ejecucin de componentes J2EE, caractersticas que seguramente sern deseadas en otros LBS que utilicen tecnologas de plataforma como J2ME para aplicaciones en los dispositivos mviles y pequeos.[J2ME 2010] (39) (En este caso, el LBS de parqueaderos pblicos de Bogot, en su aplicacin de Google Maps, usa en lenguaje JAVA y J2ME).

Continuando con la descripcin, el componente de presentacin establece comunicacin por medio de tecnologa RMI o CORBA al componente del servidor de aplicaciones. Este ltimo puede ser una excelente alternativa para sitios Web de alto trfico, como por ejemplo poder gestionar solicitudes de una gran multitud de clientes , consultando de forma paralela o simultanea LBS como el de parqueaderos pblicos en Bogot u otros que exijan una alta confiabilidad y tolerancia a fallas similares a ataques de denegacin de servicios (DoS).

Por ltimo, en este componente se encuentra la lgica del negocio, y el componente persistente que se comunica de forma bidireccional por medio de tecnologa ODBC a una base de datos.

4. Fase de implementacin

En esta fase se ejecut la codificacin de un prototipo destinado a cumplir el ltimo objetivo de la propuesta de grado que cita Construir un prototipo que demuestre la funcionalidad de la arquitectura propuesta, dentro de un dispositivo mvil.

Para esto se tom como base la arquitectura desarrollada dentro de la fase -Diseo de la arquitectura- y se implement cada componente segn el diseo propuesto. Como resultado de esta operacin se obtuvo un prototipo construido en J2EE que funciona de la siguiente manera.

En un principio se tienen un conjunto de datos geo-referenciados (Parqueaderos) que comprende todo el universo de datos en capacidad de ser entregados dentro del servicio. (Figura 14). A partir de estos datos se presenta un sistema basado en web en el cual el usuario del servicio est en la capacidad de personalizar los parqueaderos segn ciertos criterios pre-establecidos[footnoteRef:1] obteniendo como resultado inmediato la generacin de una nueva capa para ser utilizada en el dispositivo mvil. [1: Al ser este servicio un prototipo destinado a demostrar la funcionalidad de la arquitectura, el nmero de parmetros y restricciones es irrelevante y solo se presentan con el fin de demostrar el cumplimiento de la arquitectura.]

Figura 14: Mapa general sin personalizacin

Este prototipo cumple con todas las especificaciones de los requerimientos expresados en la fase Anlisis e identificacin de requerimientos para un LBS y con los casos de uso expresados dentro del diseo del prototipo. Estos casos de uso incluyen la posibilidad de administrar empresas proveedoras de informacin as como el sistema de administracin que permite la creacin de empresas y la generacin de estadsticas que demuestren el estado actual del servicio.

La implementacin de esta arquitectura se pens para poder ser accedida dentro de un ambiente mixto de computador y dispositivo mvil. Por lo anterior se estableci que deba ser una pgina sencilla que presentara las mismas caractersticas en ambos sistemas pero que adems tuviera la mayor cantidad de funciones activas desde el dispositivo mvil para simular un ambiente de movilidad absoluta sin necesidad del uso de un computador regular. (Figura 15)

Figura 15: Sistema web

Al ser el prototipo un middleware entre diferentes arquitecturas debe proveer compatibilidad tanto de entrada como de salida y esto lo demuestra al ser capaz de generar resultados en una capa KML que es estndar de-facto para la geo-referenciacin en internet. Para explorar este aspecto se puede acceder a los resultados dentro de cuatro marcos distintos (Google earth, Google maps web y Google maps mobile) (Figura 16) as como de cualquier aplicacin que soporte el formato definido por la OGC.

Figura 16: Resultados dentro de Google maps web

Ya que el sistema se basa en ofrecer informacin geo-referenciada se hizo uso del componente Google maps mobile para acceder a estos datos de forma relacionada a la ubicacin del usuario del servicio. Principalmente la aplicacin est en la capacidad de desplegar los datos de forma general (adecuando los resultados al tamao y resolucin de pantalla del dispositivo).

Figura 17: Vista general del sistema en un Nokia 5800

Cuando el usuario desea activar la funcin de geo-refenciacin el sistema comienza a desplegar informacin relevante basada en la posicin actual del usuario ofrecindole a este la posibilidad adicional de ver detalles del parqueadero (Figura 17) as como cualquier tipo de informacin implcita dentro de la descripcin, todo esto con las posibilidades de diseo que ofrece HTML.

V - CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS

1. Conclusiones

Se asimil que existen diversos estndares para el manejo de informacin en ambientes de servicios basados en localizacin y ninguno de ellos presenta interoperabilidad ya que cada casa de software implementa el estndar segn sus necesidades y capacidades tcnicas. Entre los ms destacados se encuentran Web Map Service (WMS) del OpenGIS [OPENG 2010] (40) y el KML definido por la OGC.

Se concluy que no existe una arquitectura universal para cualquier servicio LBS ya que estas pueden representar algunas desventajas significativas en algunos escenarios. Sin embargo se recomienda usar arquitecturas tipo middleware con el fin de garantizar cierto grado de interoperabilidad entre los stakeholders, principalmente para los desarrolladores y proveedores de servicios LBS.

Se establece que la arquitectura propuesta es un avance para la prestacin de servicios LBS en Colombia y aun cuando el pas se encuentra en un nivel temprano de implementacin de estos servicios la arquitectura est diseada para lograr integrar de manera rpida los nuevos servicios que se presten en este campo.

Se concluye que la fase del diseo y de implementacin demostr que la construccin de la arquitectura y del prototipo fue la adecuada con respecto al LBS sugerido y los resultados de la fase de anlisis.

Por todo lo anterior, las fases de este trabajo de grado se desarrollaron satisfactoriamente y se cumplieron a cabalidad los objetivos propuestos en la propuesta presentada con anterioridad.

2. Trabajos Futuros

Los trabajos futuros que podran continuar este trabajo de grado seran la implementacin total del software del servicio de LBS de los parqueaderos de Bogot o la proposicin de un servicio similar a este ltimo usando la arquitectura MTG. Ambos trabajos aportaran un crecimiento tecnolgico en el pas, una oportunidad de negocio para varios stakeholders y en general una mayor difusin de los LBS en Colombia. Por ejemplo, los operadores de telefona mvil como Tigo, Comcel y Movistar se veran beneficiados al momento que un usuario incremente la demanda de trfico de datos de Internet mvil ya que el sistema se apoyara en los servicios que estos operadores prestan.

A continuacin, se describen ciertos aspectos que podran resultar tiles, interesantes y motivadores:

El uso del API de Google Maps es sencillo para cualquier desarrollador interesado en el rea de LBS y no necesita ser un experto para implementar servicios similares al LBS de parqueaderos pblicos.

Al utilizar otro servicio de cartografa diferente de Google Maps la solucin podra estar usando Web Services. El uso de XML Web Services ofrece la posibilidad de desarrollos de clientes en diferentes plataformas que soporten esta tecnologa, asegurando interoperabilidad entre los dispositivos mviles. De esta manera se podra desarrollar o utilizar un Web Service existente sobre una tarea especfica. Por ejemplo, la empresa Mapas.com.co podra suministrar su servicio de geocodificacin de la nomenclatura actual de la ciudad de Bogot, garantizando una mayor precisin en las vas y direcciones.

Al momento de crear otro servicio LBS u aadir una nueva funcionalidad, es aconsejable revisar la cadena de valor para crear un producto exitoso adecuado a las necesidades actuales del mercado.

En la tabla 1, se describen cuatro aspectos bsicos al ofrecer un servicio LBS para tener en cuenta al momento de su desarrollo.

CONSUMIDOR

Conectividad - Actitudes Comportamientos

DESAFOS

maximizar la experiencia del usuario- Privacidad

ESTABLECER PILARES

resolver problemas ,aprender de la experiencia de otros, enfocarse en lo ms relevante

MEJORES PRCTICAS

usar metodologas, mtricas para evaluar y desarrollar estrategias de LBS concretas

Tabla 1: aspectos bsicos a tener en cuenta al momento de disear un LBS

VI -GLOSARIO: DEFINICIONES, ABREVIACIONES Y ACRNIMOS

3G: Hacer referencia a la 3 generacin de la transmisin en los telfonos celulares que se caracterizan por su alta velocidad en Internet y video en tiempo real.[PCMA 2010] (41)

AGG-JMM: hace referencia a la asociacin entre los estudiantes de Ingeniera de Sistemas la Pontificia Universidad Javeriana llamados Andrs Gaitn Galarza y Jar Andrs Moreno Muoz

API: (application programming interface) programacin de la interface en una aplicacin

BTS /BSC/BSS: Un sitio celular se compone bsicamente de dos partes, el BSC (Base Station Controller) y el BTS (Base Transceiver Subsystem). El BTS es el transceptor de radio y las antenas utilizadas en una zona. La combinacin entre antenas y transceptores se conoce como BSS (Base Station Subsystem). Las antenas se encuentran conectadas en un sistema que les permite conmutarse a diferentes transceptores. Esto es controlado por el BSC.[UPCA 2002] (42)

CELL-ID: es un nmero nico de una celda GSM suministrada por un operador. El telfono siempre est conectada a una celda y conociendo este nmero y la posicin de la celda, se puede encontrar el telfono celular.[OPEN 2010] (43)

CRUD: se refiere en ingles (CREATE, RETRIEVE, UPDATE, DELETE) a las funciones de crear, recuperar, actualizar y eliminar.[WEBO 2010] (44)

DBMS: (databased management system ) es una coleccin de programas que permiten almacenar ,modificar y extraer informacin de una base de datos [WEBO 2010] (45)

EDGE: Enhanced Data rates for Global Evolution) es un servicio de datos digitales 2.5G empleado por la red de los carriers(proveedores) GSM alrededor del mundo incluyendo AT&T, T-Mobile en los Estados Unidos. Tambin es llamado "Enhanced GPRS" (EGPRS), por su mejora en GPRS. EDGE funciona en cualquier dispositivo que posea mdems de esta tecnologa[PCMA 2010] (46)

Framework: trmino usado en programacin orientada a objetos para definir un conjunto de clases que definen un diseo abstracto para solucionar un conjunto de problemas relacionados. Tambin, puede ser una estructura de conceptos que pretenden ser un soporte o gua para la construccin de un algo que expanda la estructura misma de forma til.[WHAT 2008] (47)

Galileo: Segn la agencia espacial europea[ESA 2000] (48) , es un GNNS el sistema global de navegacin por satlite desarrollado por la unin europea.

GNNS: es referente a un sistema global de navegacin por satlite (global navigation satellite system) que provee posicionamiento geo espacial con cubrimiento global como GPS, Galileo y GLONASS.[IGS 2010] (49)

GNU GPL: General Public License o licencia pblica general. [GNU 1996] (50)

GNU: Es un acrnimo recursivo que significa "GNU No es Unix".

GPRS: general packet radio service es el primer servicio de datos para los carriers (proveedores)de la red GSM. GPRS aadi un paquete de capacidad a GSM, el cual usa circuitos cambiantes en canales para conversaciones de voz.[PCMA 2010] (51)

GPS: es el GNNS, sistema global de navegacin por satlite, ms conocido y difundido alrededor del mundo. Inicialmente llamado NAVSTAR-GPS (global positioning system) y permite detectar la posicin de un objeto con precisin de unos metros o centmetros si se usa GPS diferencial.[GPS 1999] (52)

GSM: es el estndar ms popular para los telfonos mviles; el sistema global para las comunicaciones mviles (global system for mobile comunication) antes llamada Groupe spciale mobile.[GSMA 2010] (53)

GUI: (graphical user interface). Sistema de interaccin entre el ordenador y el usuario, caracterizado por la utilizacin de iconos y elementos grficos en su concepcin. Es un paso ms all de los interfaces basados en caracteres, que slo incluan lneas de texto para introducir comandos y conocer las respuestas del sistema.[TLIP 2004] (54)

HDSPA: High-Speed Downlink Packet Access es un protocolo para la transmisin de datos en los telfonos celulares.Es conocido como dentro la tecnologa de la generacin 3.5G y a su vez es una mejora W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access, del protocolo 3G.[PCMA 2010] (55)

KML: KML es un formato de archivo que se utiliza para mostrar informacin geogrfica en navegadores terrestres como Google Earth, Google Maps y Google Maps para mviles. KML utiliza una estructura basada en etiquetas con atributos y elementos anidados y est basado en el estndar XML. (56)

LBS: Son los sistemas basados en localizacin (located based systems).Segn Kpper [KUPP 2006] (57)Tambin son conocidos cmo servicios mviles basados en contenidos sensibles a la localizacin, LDIS (location dependant information services), PALMS (privacy-Aware location-based mobile services), spatial location based services, servicios basados en ubicacin y servicios anytime-anywhere.

LCS: son los servicios de localizacin para los LBS [ ENCYC 2010] (58).

Middleware: Es un software de conectividad que ofrece un conjunto de servicios que hacen posible el funcionamiento de aplicaciones distribuidas sobre plataformas heterogneas. [RYME 1996] (21) y[PUEN 2005] (22)

MS: mobile station , la estacin mvil es el trmino usado en GSM para describir un telfono celular. Este se compone de dos elementos el ME (mobile equipment) y la SIM (Subscriber Identity Module).[MPIRI 2010] (59)

OS: Sistema operativo, (operating system), es el software de un dispositivo electrnico que es el intermediario de la interfaz entre el hardware y el usuario. Este es el encargado de gestionar y coordinar todas las actividades y recursos de un computador, dispositivo mvil entre otros.[PCMA 1996] (60)

ROI: Se refiere al retorno de una inversin (return on investment).

S.M.A.R.T.: hace referencia en ingls a objetivos especficos (specific), medibles (measurable), alcanzables (achievable), realistas (realistic), a tiempo (timely) que son indicadores clave de desempeo para alcanzar las funcionalidades en un proyecto de software. (61)

SDK: Software Developer's Kit , es un conjunto de rutinas de software y utilidades para el programador al momento de escribir un programa. [PCMA 2010] (62)

Segn la revista Pc Magazine, es el formato de lenguaje y mensajes usando en una aplicacin de un programa para comunicarse con un sistema operativo, un protocolo de comunicacin, base de datos u otro. [PCMA 1996] (63)

SmartPhone: Telfonos inteligentes, representa los celulares de gama alta, los cuales poseen varias caractersticas como conectividad a Internet, instalar nuevos programas, pantallas tctiles entre otros. BlackBerry e iPhone son algunos ejemplos de estos dispositivos mviles.[PCMA 1996] (64)

SRS: Software Requirement Specification ,especificacin de requerimientos de software.Es un documento de una organizacin para entender el sistema de requerimientos y todas sus dependencias (para un cliente potencial ) de un aspecto en particular en un momento dado previo al actual diseo o desarrollo de un proyecto de software.[TECH 1997] (65)

Stakeholders: Interesados directos e indirectos de una empresa que teniendo algn tipo de inters en las operaciones empresariales, le brindan su apoyo y ante los cuales la organizacin es responsable.[GEST 2010] (66)

Tecnologa Pull: Est tecnologa la utiliza cuando el usuario inicia la accin con su navegador de visita cualquier sitio web con el fin de tirar o jalar informacin.[XU et AL 2009] (67)

Tecnologa Push: A diferencia de la tecnologa Pull, el usuario no es el que inicia la accin sino que la informacin viene al usuario sin la necesidad de solicitar cierta informacin. [XU et AL 2009] (67)

Widget: es un trmino popular para describir algo genrico cuando no existe un nombre real para este.Muchas veces se usa para describir algunos productos hechos con nombres ficticios;tambin son mini aplicaciones que varias veces utilizan Web services o plug ins en diferentes browsers.[WISE 2010] (68)

VII - REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFA

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VIII- ANEXOS

Anexo I: Documento de especificacin de requerimientos de software (SRS)

Anexo II: Documento del diseo de la arquitectura de software (SAD)

Anexo III: Resultados y anlisis de la encuesta

Anexo IV: Todos los diagramas de diseo

Anexo V: Archivos de audio-Entrevistas

Preparado por el Grupo Investigacin Istar- Versin 1.01 12/03/2008

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