Servicios de localización conscientes del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas

cenidet
Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Departamento de Ciencias Computacionales

TESIS DE MAESTRÍA EN CIENCIAS EN CIENCIAS
DE LA COMPUTACIÓN

Servicios de localización conscientes del contexto aplicando
perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas

presentada por

Israel Arjona Vizcaíno
Ing. en Sistemas Computacionales por el I. T. de Tepic

como requisito para la obtención del grado de:
Maestría en Ciencias en Ciencias de la Computación

Director de tesis:
Dr. Juan Gabriel González Serna

Co-Director de tesis:
Dr. Javier Ortiz Hernández

Jurado:
Dra. Azucena Montes Rendón – Presidente
Dr. José Antonio Zarate Marceleño – Secretario
M.C. Hugo Estrada Esquivel – Vocal
Dr. Juan Gabriel González Serna – Vocal Suplente

Cuernavaca, Morelos, México. 14 de Septiembre de 2009

“2009, Año de la Reforma Liberal”

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR
DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR
TECNOLÓGICA
CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
TECNOLÓGICO

ANEXO No.11
M10
ACEPTACIÓN DEL DOCUMENTO DE TESIS

Cuernavaca, Morelos, 07/septiembre/2009

Dr. Hugo Estrada Esquivel
Jefe del departamento
de Ciencias Computacionales
Presente.
At´n: Dr. Raúl Pinto Elías.
Presidente del Consejo del Posgrado
de Ciencias Computacionales

Nos es grato comunicarle, que conforme a los lineamientos para la obtención del grado de Maestro en
Ciencias de este Centro, y después de haber sometido a revisión académica la tesis titulada “Servicios de
localización conscientes del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización
heterogéneas” realizada por el alumno Israel Arjona Vizcaíno y dirigida por el Dr. Juan Gabriel González
Serna y Codirigida por el Dr. Javier Ortiz Hernández, habiendo realizado las correcciones que le fueron
indicadas, acordamos ACEPTAR el documento final de tesis, así mismo le solicitamos tenga a bien extender
el correspondiente oficio de autorización de impresión.

c.c.p. Dr. Gerardo Reyes Salgado.- Subdirección Académica.
L.I. Guadalupe Garrido Rivera.- Jefe Departamento de Servicios Escolares.
Dr. Juan Gabriel González Serna.- Directores de tesis
Interesado

Interior Internado Palmira s/n Col. Palmira C. P. 62490 Cuernavaca, Morelos, México.
Tel. 777 362 77 70 con 10 líneas Fax : 362 77 95 (directo)
www.cenidet.edu.mx

“2009, Año de la Reforma Liberal”

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR
DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR
TECNOLÓGICA
CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
TECNOLÓGICO

ANEXO No. 12
M11
AUTORIZACIÓN DE IMPRESIÓN DE TESIS

Cuernavaca, Morelos, 07/septiembre/2009

C. Israel Arjona Vizcaíno
Candidato al grado de Maestra en Ciencias
en Ciencias de la Computación
Presente.

Después de haber atendido las indicaciones sugeridas por la Comisión Revisora de la Academia de Ciencias
de la Computación en relación a su trabajo de tesis cuyo título es: “Servicios de localización conscientes
del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas”, me es grato
comunicarle que conforme a los lineamientos establecidos para la obtención del grado de Maestro en Ciencias
en este centro se le concede la autorización para que proceda con la impresión de su tesis.

c.c.p. Dr. Gerardo Reyes Salgado.- Subdirección Académica
Dr. Raúl Pinto Elías.- Presidente de la Academia de Ciencias Computacionales
L.I. Guadalupe Garrido Rivera.- Jefe del Departamento de Servicios Escolares
Expediente

Dedicatoria

A Dios:
Por hacerme un hombre afortunado, ya que nada me ha sido fácil.

A mis padres:
Ramón Arjona Flores y Ernestina Vizcaíno, sé que es poco,
comparado con todo lo que me han dado.

A mis hermanas:
Myriam y Denisse, el triunfo también es suyo, contribuyeron con su
apoyo incondicional.

A mi novia:
Gabriela Marisol, por soportar, mantener y respetar el amor a la
distancia.

Agradecimientos
Difícilmente podré, en tan limitado espacio, agradecer adecuadamente todo y a
todos los que algo debo en relación al trabajo que aquí presento. Si algo tiene de
meritorio, sin duda es fruto de muchos más de los que menciono en estas líneas.

Primero, y a gran distancia del resto, mis padres. Sin su sacrificio, la ayuda de los
que siguen habría sido estéril.

A mis hermanas Denisse y Myriam gracias por apoyarme en todo momento y en
todas mis decisiones, que aunque no siempre son las más acertadas las respetan.

A mis primos Celia Emma y José Luis, y sus hijos Alejandro y Andrea por
brindarme un techo y hacerme sentir como en mi hogar. Su contribución es
especial.

A toda mi familia: abuelos, tíos, sobrinos, primos, son tantos que se necesitaría de
otra tesis para describir el apoyo que he recibido de cada uno de ustedes. Gracias
muchas gracias.

Gracias, por supuesto, al Dr. Juan Gabriel, mi director de tesis. Sus consejos,
correcciones y confianza me señalaron el camino cuando lo necesité.

A los revisores de esta tesis: Dra. Azucena Montes Rendón, Dr. Hugo Estrada
Esquivel y al Dr. José Antonio Zarate Marceleño cuya incansable labor de
jardinería ha hecho posible que este trabajo pueda ser mostrado y no sólo leído.

A mis compañeros de sistemas distribuidos Rubí, Yanet, Omar, Christian y José
Luis por tenderme la mano y por su grata compañía.

A todos mis compañeros de generación, de ingeniería de software y de
inteligencia artificial por la ayuda recibida a lo largo de este tiempo, globalmente
muy positivo.

A todos mis amigos ¡gracias por los buenos momentos! Especialmente a los de
Santa María del Oro y Tepic, Nayarit.

Al Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico por haberme
permitido pertenecer a su comunidad estudiantil y realizar así mis estudios de
maestría.

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por la beca para manutención
otorgada.

Termino por mi novia Gabriela, precisamente porque, al menos en mi mente y en
mi corazón, ella fue siempre la primera, la razón de mis esfuerzos. ¡Gracias, Gaby!

Resumen

Las tecnologías de información (TI) contextuales o dependientes de la localización
del usuario, están proyectándose como el nuevo paradigma de interacción entre el
usuario y su entorno. Sistemas en donde el usuario recibirá retroalimentación de
información contextual dependiendo del lugar donde se localice.

Estos servicios permitirán, entre otras cosas, realizar las actividades que tiene
programadas en su agenda, las cuales, están relacionadas con una ubicación
especifica, es decir, se define una relación espacio-tiempo, a diferencia de las
agendas tradicionales que únicamente administran actividades atemporales.

En este proyecto se presenta un sistema novedoso que utiliza tecnologías de
auto-identificación como RFID y QRCodes, y teléfonos celulares con sistema
operativo Android para la localización de usuarios dentro de edificios multinivel y
en áreas tipo campus, es decir con varios edificios. Además ofrece la asociación
de objetos del mundo real al sistema de información mediante la auto-
identificación, utilizando RFID y QRCodes.

Abstract

Contextual or dependent information technologies are projected as the new
paradigm of interaction between the user and his or her environment. Systems
where the user will receive feedback from contextual information depending on
where it is located.

These services will, among other things, do the activities scheduled on his or her
agenda, which are related to a specific location, i.e. define a relationship between
space and time, unlike traditional agendas which only administer timeless
activities.

This project presents a novel system that uses self-identification technologies such
as RFID and QRCodes, and mobile phones with the Android operating system for
locating users inside multi-level buildings and in campus-type areas, i.e. with
several buildings. The association also offers real-world objects to the information
system by means of self-identification using RFID and QRCodes.

Tabla de contenido

Tabla de contenido __________________________________________________________ i
Listado de figuras __________________________________________________________ iv
Listado de tablas ___________________________________________________________ vi
Glosario de términos y siglas _________________________________________________ vii
1 Capítulo 1 Introducción___________________________________________________ 1
1.1 Introducción ____________________________________________________________ 3
1.2 Antecedentes del proyecto ________________________________________________ 4
1.2.1 API SMS para el Procesamiento de Consultas Georeferenciadas / No Georeferenciadas
[GUERRA 2007] ____________________________________________________________________ 4
1.2.2 Gateway SMS Pull para servicios basados en localización con una arquitectura de servicios
Web [QUIÑONEZ 2007] ______________________________________________________________ 4
1.3 Descripción del problema _________________________________________________ 5
1.4 Objetivos del proyecto ____________________________________________________ 6
1.5 Justificación y beneficios del proyecto _______________________________________ 7
1.6 Alcances y limitaciones del proyecto ________________________________________ 8
1.7 Organización del documento _______________________________________________ 8
2 Capítulo 2 Estado del arte _______________________________________________ 11
2.1 Simple Location-based Application Development for Mobile Phones [TITICA 2007] _ 13
2.2 RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking System [RADAR 2000] 15
2.3 The Horus WLAN location determination system [HORUS 2004] _________________ 17
2.4 CAALIX Complete Ambient Assisted Living Experiment [CAALIX 2007] ____________ 18
2.5 Location Awareness in Community Wireless LANs [FERSCHA 2001] ______________ 20
2.6 UbiqMuseum: A Bluetooth and Java Based Context-Aware System for Ubiquitous
Computing [CANO 2006] ________________________________________________________ 22
2.7 A Location-aware System using RFID and Mobile Devices for Art Museums
[TESOREIRO 2008] _____________________________________________________________ 25
2.8 Comparativa del estado del arte con el proyecto _____________________________ 26
2.9 Servicio UBICACEL de iusacell [UBICACEL 2008]_______________________________ 27
2.10 Servicio Localízame de Movistar [LOCALIZAME 2008]__________________________ 27
2.11 AVL Reach U / Localización y Administración Vehicular Telcel [AVL REACH 2008] ___ 28
2.12 Tramigo [TRAMIGO 2008] ________________________________________________ 28
2.13 Skyhook WPS [SKYHOOK 2008] ____________________________________________ 28
3 Capítulo 3 Marco teórico ________________________________________________ 31

i

3.1 Plataformas de dispositivos móviles ________________________________________ 33
3.1.1 Windows Mobile ___________________________________________________________ 33
3.1.2 Symbian __________________________________________________________________ 33
3.1.3 J2ME ____________________________________________________________________ 33
3.1.4 iPhone OS ________________________________________________________________ 33
3.1.5 Android __________________________________________________________________ 33
3.2 REST (Representational StateTransfer) ______________________________________ 34
3.3 JSON__________________________________________________________________ 34
3.4 OSGi __________________________________________________________________ 35
3.5 Servicios basados en localización (LBS) ______________________________________ 35
3.6 Técnicas de posicionamiento______________________________________________ 37
3.6.1 Basadas en redes WAN ______________________________________________________ 37
3.6.1.1 GPS _________________________________________________________________ 37
3.6.1.2 Localización usando GSM ________________________________________________ 38
3.6.2 Basadas en redes LAN _______________________________________________________ 39
3.6.2.1 WiFi ________________________________________________________________ 39
3.6.2.2 RFID ________________________________________________________________ 39
3.6.2.3 Localización por Infrarrojos ______________________________________________ 40
3.6.2.4 Bluetooth ____________________________________________________________ 40
3.6.2.5 Wi-Max ______________________________________________________________ 41

4 Capítulo 4 Análisis y diseño ______________________________________________ 43
4.1 Análisis _______________________________________________________________ 45
4.2 Diseño ________________________________________________________________ 62
4.2.1 Cliente ___________________________________________________________________ 62
4.2.1.1 Paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.activities _______________________ 63
4.2.1.2 Paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.interfaz ________________________ 65
4.2.1.3 Paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.codigobarras ____________________ 67
4.2.1.4 Paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.conexionhttp ____________________ 68
4.2.1.5 Paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.objetos _________________________ 69
4.2.1.6 Paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.rfid ____________________________ 71
4.2.1.7 Paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.utilerias ________________________ 72
4.2.2 Servidor de tareas __________________________________________________________ 73
4.2.2.1 Paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.basedatos ________________________ 73
4.2.2.2 Paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.osgi _____________________________ 74
4.2.2.3 Paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.objetos __________________________ 74
4.2.2.4 Paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.utilerias __________________________ 76
4.2.2.5 Paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.recursosrestlet ____________________ 76
4.2.3 Interacción cliente-servidor___________________________________________________ 77
4.2.3.1 Autentificación del usuario ______________________________________________ 77
4.2.3.2 Consulta de tareas pendientes____________________________________________ 79
4.2.3.3 Consultar el detalle de una tarea pendiente _________________________________ 81
4.2.3.4 Completar/Cancelar una tarea pendiente ___________________________________ 83
4.2.3.5 Dar de alta una nueva tarea (establecer tarea como pendiente) _________________ 85
4.2.3.6 Tarea de guiado _______________________________________________________ 91
4.2.4 Diseño de las URL __________________________________________________________ 96
4.2.5 Diseño del modelo de la base de datos __________________________________________ 99
4.2.6 Diseño de la aplicación Web para la gestión de las tareas __________________________ 101
4.2.6.1 Paquete mx.edu.cenidet.basedatos_______________________________________ 102

ii

4.2.6.2 Paquete mx.edu.cenidet.xmlread ________________________________________ 103

5 Capítulo 5 Implementación _____________________________________________ 105
5.1 Detalles tecnológicos ___________________________________________________ 107
5.1.1 Cliente __________________________________________________________________ 107
5.1.2 Servidor _________________________________________________________________ 108
5.1.3 Aplicación Web de gestión de tareas __________________________________________ 108
5.2 Interacción del sistema cliente-servidor ____________________________________ 108
5.2.1 Autenticación del usuario ___________________________________________________ 108
5.2.2 Consulta de tareas pendientes _______________________________________________ 110
5.2.3 Completar/Cancelar una tarea _______________________________________________ 111
5.2.4 Nueva tarea (establecer una tarea como pendiente) ______________________________ 113
5.2.5 Tarea de guiado por RFID ___________________________________________________ 115
5.2.6 Tarea de guiado por QRCodes ________________________________________________ 117
5.3 Interacción de la aplicación Web__________________________________________ 119
5.3.1 Administración de usuarios __________________________________________________ 120
5.3.2 Administración de recursos __________________________________________________ 121
5.3.3 Administración de ubicaciones _______________________________________________ 122
5.3.4 Administración de tareas ____________________________________________________ 124
5.3.5 Administración de tareas de los usuarios _______________________________________ 125

6 Capítulo 6 Pruebas ____________________________________________________ 127
6.1 Pruebas de configuración y conexiones ____________________________________ 129
6.2 Pruebas de auto-identificación ___________________________________________ 132
6.3 Pruebas de localización y guiado del dispositivo móvil ________________________ 134
6.4 Pruebas de administración de tareas ______________________________________ 138
6.5 Pruebas de administración de la información de la base de datos ______________ 142
7 Capítulo 7 Conclusiones ________________________________________________ 157
7.1 Conclusiones __________________________________________________________ 159
7.2 Aportaciones __________________________________________________________ 159
7.3 Trabajos futuros _______________________________________________________ 160
7.4 Publicaciones _________________________________________________________ 161
Anexos___________________________________________________________________ 163
Anexo A Definición de la interfaz de usuario _______________________________________ 165
Anexo B Plan de pruebas T-Guide _______________________________________________ 171
Referencias _______________________________________________________________ 189

iii

List ado de figuras
Figura 1.1 Tecnologías inalámbricas _________________________________________________________ 4
Figura 2.1 Sistema de localización por ángulo de llegada ________________________________________ 14
Figura 2.2Plano utilizado sistema RADAR [RADAR 2000] ________________________________________ 16
Figura 2.3 Arquitectura proyecto CAALIX [CAALIX 2007]_________________________________________ 19
Figura 2.4 Proceso de localización CampusSpace ______________________________________________ 20
Figura 2.5 Arquitectura del sistema CampusSpace [FERSCHA 2001] _______________________________ 21
Figura 2.6 Descripción RDF de un miembro del staff [FERSCHA 2001] ______________________________ 21
Figura 2.7 Arquitectura del sistema UbiqMuseum [CANO 2006] __________________________________ 23
Figura 2.8 Información recibida en un cliente en UbiqMuseum [CANO 2006] ________________________ 24
Figura 2.9 Modelo conceptual [TESOREIRO 2008]______________________________________________ 26
Figura 3.1 LBS como intersección de tecnologías ______________________________________________ 36
Figura 3.2 Clasificación de las técnicas globales de posicionamiento _______________________________ 37
Figura 3.3 Esquema de la localización por GPS ________________________________________________ 38
Figura 4.1 Diagrama de bloques del proceso de comunicación entre el cliente y el servidor _____________ 45
Figura 4.2 Diagrama general de casos de uso _________________________________________________ 46
Figura 4.3 Diagrama del caso de uso CU-1 Consultar tareas pendientes ____________________________ 46
Figura 4.4 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1 Consultar tareas pendientes __________________ 47
Figura 4.5 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1.2 Listado de tareas pendientes ________________ 48
Figura 4.6 Diagrama del caso de uso CU-1.1 Verificar contexto ___________________________________ 49
Figura 4.7 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1.1 Verificar contexto _________________________ 50
Figura 4.8 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1.1.1 Consultar por RFID ______________________ 51
Figura 4.9 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1.1.2 Consultar por barras _____________________ 52
Figura 4.10 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1.1.3 Obtener ubicación ______________________ 54
Figura 4.11 Diagrama del caso de uso CU-2 Alta de tarea _______________________________________ 55
Figura 4.12 Diagrama de actividad del caso de uso CU-2 Alta de tarea _____________________________ 57
Figura 4.13 Diagrama del caso de uso CU-2.1 Seleccionar tarea de guiado __________________________ 57
Figura 4.14 Diagrama de actividad del caso de uso CU-2.1 Seleccionar tarea de guiado ________________ 59
Figura 4.15 Diagrama del caso de uso CU-3 Completar tarea_____________________________________ 59
Figura 4.16 Diagrama de actividad del caso de uso CU-3 Completar tarea __________________________ 60
Figura 4.17 Diagrama del caso de uso CU-4 Cancelar tarea ______________________________________ 61
Figura 4.18 Diagrama de actividad del caso de uso CU-4 Cancelar tarea ____________________________ 62
Figura 4.19 Diagrama de paquetes del cliente ________________________________________________ 63
Figura 4.20 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.activities ____________ 63
Figura 4.21 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.interfaz _____________ 65
Figura 4.22 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.codigobarras ________ 67
Figura 4.23 Diagrama de secuencias para la decodificación del código de barras _____________________ 68
Figura 4.24 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.conexionhttp _________ 69
Figura 4.25 Diagrama de secuencias comunicación cliente/servidor por HTTP _______________________ 69
Figura 4.26 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.objetos _____________ 70
Figura 4.27 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.rfid ________________ 71
Figura 4.28 Diagrama de secuencias para el proceso de lectura de tarjeta RFID ______________________ 71
Figura 4.29 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.utilerias _____________ 72
Figura 4.30 Diagrama de paquetes del servidor _______________________________________________ 73
Figura 4.31 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.basedatos ___________ 74
Figura 4.32 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.clientetareasandroid.osgi ________________ 74
Figura 4.33 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.objetos _______________ 75
Figura 4.34 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.utilerias ______________ 76
Figura 4.35 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.servidortareasosgi.recursosrestlet _________ 76
Figura 4.36 Diagrama de secuencias para la autenticación del usuario _____________________________ 78
Figura 4.37 Diagrama de secuencias para la consulta de tareas pendientes _________________________ 80

iv

Figura 4.38 Diagrama de secuencias para la consulta del detalle de una tarea _______________________ 82
Figura 4.39 Diagrama de secuencias para la operación de completar o cancelar una tarea _____________ 84
Figura 4.40 Diagrama de secuencias para la obtención de un listado de actividades disponibles para el
usuario _______________________________________________________________________________ 86
Figura 4.41 Diagrama de secuencias para la obtención de un listado de tareas disponibles para el usuario_ 88
Figura 4.42 Diagrama de secuencias para la operación establecer una tarea como pendiente (nueva tarea) 90
Figura 4.43 Diagrama de secuencias para la operación obtener la ubicación actual del dispositivo _______ 92
Figura 4.44 Diagrama de secuencias para la operación de obtener un listado de ubicaciones ___________ 94
Figura 4.45 Diagrama de secuencias de la tarea de guiado por RFID _______________________________ 95
Figura 4.46 Diagrama de secuencias de la tarea de guiado con QRCodes ___________________________ 96
Figura 4.47 Modelo físico de la base de datos________________________________________________ 100
Figura 4.48 Casos de uso de la aplicación Web _______________________________________________ 102
Figura 4.49 Diagrama de paquetes de la aplicación Web _______________________________________ 102
Figura 4.50 Diagrama de clases paquete mx.edu.cenidet.basedatos ______________________________ 103
Figura 4.51 Diagrama de clases paquete mx.edu.cenidet.xmlread ________________________________ 103
Figura 5.1 Detalles tecnológicos del proyecto ________________________________________________ 107
Figura 5.2 Pantalla inicial del sistema ______________________________________________________ 109
Figura 5.3 Pantalla de datos erróneos ______________________________________________________ 109
Figura 5.4 Diagrama de flujo del proceso de autenticación _____________________________________ 110
Figura 5.5 Pantalla de Tareas Pendientes ___________________________________________________ 110
Figura 5.6 Pantalla de detalles de tarea ____________________________________________________ 111
Figura 5.7 Diagrama de flujo del proceso de consulta de tareas pendientes ________________________ 111
Figura 5.8 Pantalla de detalles de tarea ____________________________________________________ 112
Figura 5.9 Pantalla de listado de tareas con mensaje de tarea completada_________________________ 112
Figura 5.10 Error en la operación _________________________________________________________ 112
Figura 5.11 Diagrama de flujo del proceso de completar/cancelar una tarea _______________________ 113
Figura 5.12 Pantallas involucradas en el proceso de alta de tarea ________________________________ 114
Figura 5.13 Diagrama de flujo de alta de nueva tarea _________________________________________ 115
Figura 5.14 Diagrama de flujo del proceso de guiado por RFID __________________________________ 116
Figura 5.15 Pantallas involucradas en el proceso de guiado por RFID _____________________________ 117
Figura 5.16 Diagrama de flujo del proceso de guiado por QRCodes _______________________________ 118
Figura 5.17 Pantallas involucradas en el proceso de guiado por QRCodes __________________________ 119
Figura 5.18 Pantalla principal de la aplicación Web ___________________________________________ 120
Figura 5.19 Pantallas del módulo de administración de usuarios _________________________________ 121
Figura 5.20 Pantallas del módulo de administración de recursos _________________________________ 122
Figura 5.21 Pantalla de alta de campus ____________________________________________________ 123
Figura 5.22 Pantalla de captura de ubicaciones ______________________________________________ 124
Figura 5.23 Pantalla de alta de tareas _____________________________________________________ 125
Figura 5.24 Pantalla de activación de tarea de usuarios ________________________________________ 125

v

List ado de tablas

Tabla 1 Comparativa de los trabajos relacionados con el proyecto de tesis __________________________ 27
Tabla 2 Comparativa de los servicios de localización ___________________________________________ 29
Tabla 3 Descripción del caso de uso CU-1 Consultar tareas pendientes _____________________________ 46
Tabla 4 Descripción del caso de uso CU-1.2 Listado de tareas pendientes ___________________________ 47
Tabla 5 Descripción del caso de uso CU-1.1 Verificar contexto ____________________________________ 49
Tabla 6 Descripción del caso de uso CU-1.1.1 Consultar por RFID __________________________________ 50
Tabla 7 Descripción del caso de uso CU-1.1.2 Consultar por Barras ________________________________ 51
Tabla 8 Descripción del caso de uso CU-1.1.3 Obtener ubicación __________________________________ 52
Tabla 9 Descripción del caso de uso CU-2 Alta de tarea _________________________________________ 55
Tabla 10 Descripción del caso de uso CU-2.1 Seleccionar tarea de guiado ___________________________ 58
Tabla 11 Descripción del caso de uso CU-3 Completar tarea _____________________________________ 59
Tabla 12 Descripción del caso de uso CU-4 Cancelar tarea _______________________________________ 61
Tabla 13 Caso de prueba T-Guide-001-001 __________________________________________________ 129
Tabla 29 Resumen de los casos de prueba de la plataforma propuesta ____________________________ 156
Tabla 30 Tareas a desarrollar para las pruebas ______________________________________________ 172
Tabla 31 Tecnología física utilizada ________________________________________________________ 173
Tabla 32 Tecnología de programación utilizada ______________________________________________ 173
Tabla 33 Características a probar de la aplicación ____________________________________________ 174

vi

Glosario de términos y siglas

GPRS General Packet Radio Service. Servicio General de Paquetes por Radio.
Es una tecnología digital de telefonía móvil. Es considerada la
generación 2.5, entre la segunda generación (GSM) y la tercera
(UMTS). Proporciona altas velocidades de transferencia de datos
(especialmente útil para conectar a Internet) y se utiliza en las redes
GSM.

GPS Global Positioning System. Sistema de Posicionamiento Global. Sistema
Global de Navegación por Satélite que permite determinar en todo el
mundo la posición de un objeto.

GSM Global System for Mobile communications. Sistema Global para las
Comunicaciones Móviles. Formalmente conocida como “Group Special
Mobile” (GSM, Grupo Especial Móvil) es un estándar mundial para
teléfonos móviles digitales.

HTTP HyperText Transfer Protocol. Protocolo de transferencia de hipertexto.
Protocolo desarrollado por la W3C para la transferencia de información
a través de la Web. Es un protocolo sin estado –no guarda información
sobre conexiones anteriores- y está basado en el modelo de cliente-
servidor.

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers. Instituto de Ingenieros
Eléctricos y Electrónicos, una asociación técnicoprofesional mundial
dedicada a la estandarización, entre otras cosas. Es la mayor
asociación internacional sin fines de lucro formada por profesionales de
las nuevas tecnologías, como ingenieros de telecomunicaciones,
ingenieros electrónicos, Ingenieros en informática e Ingenieros en
computación.

LBS Location Based Services. Los Servicios Basados en Localización
buscan ofrecer un servicio personalizado a los usuarios basado en
información de ubicación geográfica de estos.

OSGI Open Services Gateway Initiative. Fue creado en Marzo de 1999. Su
objetivo es definir las especificaciones abiertas de software que permita
diseñar plataformas compatibles que puedan proporcionar múltiples
servicios. Fue pensado principalmente para su aplicación en redes
domésticas y por ende en la llamada Domótica o informatización del
hogar.

PostgreSQL Servidor de base de datos libre desarrollado en su primera versión con
el nombre de Ingres, proyecto desarrollado en la universidad de
Berkeley. Considerado como el referente a los sistemas manejadores
de base de datos libres.

QRCODES QRCodes. Es un sistema para almacenar información en una matriz de

vii

puntos o un código de barras bidimensional creado por la compañía
japonesa Denso-Wave en 1994; se caracterizan por los tres cuadrados
que se encuentran en las esquinas y que permiten detectar la posición
del código al lector. La sigla "QR" se derivó de la frase inglesa "Quick
Response" pues el creador aspiraba a que el código permitiera que su
contenido se leyera a alta velocidad. Los códigos QR son muy comunes
en Japón y de hecho son el código bidimensional más popular en ese
país.

RFID Radio Frequency Identification. Es un sistema de almacenamiento y
recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados
etiquetas, transpondedores o tags RFID. El propósito fundamental de la
tecnología RFID es transmitir la identidad de un objeto (similar a un
número de serie único) mediante ondas de radio. Las tecnologías RFID
se agrupan dentro de las denominadas Auto ID (automatic identification,
o identificación automática).
SMS Short Message Service. Servicio de mensajería corto. Es un servicio
disponible en los teléfonos móviles que permite el envío de mensajes
cortos entre teléfonos móviles, teléfonos fijos y otros dispositivos de
mano.

TDMA Time Division Multiple Access. Tecnología que distribuye las unidades
de información en alternantes slots de tiempo proveyendo acceso
múltiple a un reducido número de frecuencias. TDMA es una tecnología
inalámbrica de segunda generación que brinda servicios de alta calidad
de voz y datos. Divide un único canal de frecuencia de radio en seis
ranuras de tiempo. A cada persona que hace una llamada se le asigna
una ranura de tiempo específica para la transmisión, lo que hace posible
que varios usuarios utilicen un mismo canal simultáneamente sin
interferir entre sí.

WIFI Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales
que utiliza ondas de radio en lugar de cables, además es una marca de
la Wi-Fi Alliance (anteriormente la WECA: Wireless Ethernet
Compatibility Alliance), la organización comercial que adopta, prueba y
certifica que los equipos cumplen los estándares 802.11.

WLAN Wireless Local Area Network. Es un sistema de comunicación de datos
inalámbrico flexible, muy utilizado como alternativa a las redes LAN
cableadas o como extensión de éstas. Utiliza tecnología de
radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar
las conexiones cableadas. Las WLAN van adquiriendo importancia en
muchos campos, como almacenes o para manufactura, en los que se
transmite la información en tiempo real a una terminal central. También
son muy populares en los hogares para compartir el acceso a Internet
entre varias computadoras.

viii

1 Capítulo 1 Introducción

Capítulo 1 Introducción
En este capítulo se muestran los antecedentes que existen sobre el trabajo de
tesis desarrollado, el problema a abordar junto con la motivación y justificación del
desarrollo de esta tesis. Por último se muestra la manera en que se encuentra
estructurado el documento.


1.1 Introducción

La localización de usuarios en el interior de edificios multinivel es un área de
oportunidad en donde se puede potenciar la utilización de teléfonos celulares o
dispositivos móviles. Estos servicios de localización en interiores permiten
desarrollar innumerables aplicaciones gracias a la posibilidad de ubicar en tiempo
real a objetos o personas. Algunos de los principales servicios están relacionados
con el control de acceso a instalaciones, la seguridad en red basada en la
localización física de los usuarios, la gestión de las instalaciones que permite el
ahorro energético, el servicio de emergencia y estadísticas.

Sin embargo, las aplicaciones de mayor interés comercial provienen del
posicionamiento contextual (context-aware), las cuales requieren aplicaciones que
reaccionan ante los cambios de contexto de los usuarios, identificando su posición
y los recursos cercanos a él. Esto significa que el dispositivo del usuario estará
consiente de la proximidad de objetos, personas y obviamente de su ubicación en
el interior de un edificio que puede ser multinivel; esta capacidad de conciencia
contextual, abre la puerta para una gran cantidad de nuevos y novedosos
servicios. La información y servicios que necesita el usuario se le pueden ofrecer
en el momento y lugar que los requiere. De este modo el espacio de trabajo de los
usuarios puede ser adaptado, se permite el acceso a publicidad relevante y se
ofrece un guiado para que el usuario complete sus tareas del día a día, entre otras
muchas posibles aplicaciones.

Diversas circunstancias han impulsado el desarrollo de los sistemas de
posicionamiento. Ejemplo de ello, en la mayor economía del mundo (EEUU) estas
tecnologías cobraron especial interés a raíz de un mandato legislativo promulgado
por la Comisión Federal de Comunicaciones (Federal Communications
Commission, FCC). La FCC decidió hace seis años que en diciembre de 2005 las
operadoras de telefonía tendrían que ser capaces de localizar automáticamente a
cualquier persona que efectuara una llamada de emergencia con una precisión de
50 a 100 metros.

Con estas condiciones de contorno, se hace evidente ver escenarios en los que
los usuarios deambulan por las distintas redes, de forma que inician conexiones
en una tecnología concreta y, a lo largo de las mismas, se producen traspasos a
otras, en virtud de atributos relativos a la calidad de servicio, costo u otras
consideraciones que pueden emanar tanto desde la perspectiva de los usuarios
como del propio operador.

La figura 1.1 muestra un pequeño bosquejo de lo siguiente: los dispositivos
celulares actuales cuentan con un gran número de tecnologías de conectividad, a
las cuales pueden aplicarse técnicas para localizarlos y aprovechar todos estos
dispositivos que traen inmersos los celulares hoy en día.

3


Figura 1.1 Tecnologías inalámbricas

1.2 Antecedentes del proyecto

En el CENIDET, específicamente en el área de sistemas distribuidos, se han
realizado trabajos relacionados con el cómputo móvil. Los trabajos centran su
atención en diversas problemáticas que existen en esta área -problemas de
visualización en dispositivos móviles, interoperabilidad entre plataformas,
problemas de conexión- y principalmente en el desarrollo tecnológico que aportan
estas investigaciones. Los antecedentes inmediatos de este trabajo son los
siguientes.

1.2.1 API SMS para el Procesamiento de Consultas Georeferenciadas /
No Georeferenciadas [GUERRA 2007]

En esta tesis se desarrolló una API que permite el desarrollo de aplicaciones LBS
para dispositivos móviles utilizando el sistema GPS como técnica de
posicionamiento y el Servicio Mensajería Corta (SMS por sus siglas en inglés)
como medio de transporte.

En esta tesis se desarrollaron un conjunto de funciones que permiten implementar
aplicaciones en dispositivos móviles para procesar consultas georeferenciadas y
no georeferenciadas utilizando mensajería SMS.

1.2.2 Gateway SMS Pull para servicios basados en localización con
una arquitectura de servicios Web [QUIÑONEZ 2007]

En esta tesis se implementó la arquitectura de una plataforma para proporcionar
servicios basados en localización a través de mensajería SMS, utilizando la
ubicación del dispositivo, expresada en coordenadas geográficas para ubicar los
puntos de interés que se encuentran cerca, por medio de una base de datos
espacial y tecnologías de los servicios Web para resolver información externa
basada en localización.

Para ello se desarrolló un gateway –pasarela- que permite el procesamiento de los
mensajes SMS, los procesa y retorna información – contenida localmente en una

4


base de datos espacial o externa por tecnologías de servicios Web- acorde con la
ubicación del dispositivo móvil. Se proporcionan servicios basados en localización
sin la restricción de la red celular sobre la que opera el dispositivo y con las
ventajas que proporcionan las tecnologías de los servicios Web a través del
referente de la telefonía celular, la mensajería de SMS.

La particularidad de estas tesis es que únicamente enfocaban sus esfuerzos al
posicionamiento GPS.

1.3 Descripción del problema

El avance y la creciente difusión de las comunicaciones inalámbricas, la evolución
de las tecnologías de sensores y localización, y de las tecnologías de la
computación, permiten pensar en una nueva forma de interactuar con el medio
que nos rodea, que se ha venido a definir como la conformación de un espacio
―inteligente‖. En Europa existe el concepto de Inteligencia Ambiental (AmI),
promovido especialmente por la Comisión Europea. Según [CASAR 2007] plantea
un escenario a medio o largo plazo en el que los ciudadanos compran, trabajan o
descansan rodeados de interfaces inteligentes soportadas por tecnologías de
computación y de comunicación ubicuas y transparentes.

Los dispositivos modernos cuentan con una gran cantidad de interfaces
inalámbricas (IEEE 802.11 a/b/g, IEEE 802.15, GPS, GSM, WiMax, RFID) que
permiten aplicar técnicas de localización. La tendencia en tecnologías móviles es
la convergencia hacia varias tecnologías. Existen gran diversidad de técnicas de
localización que funcionan bien para ciertos escenarios, algunas son buenas para
interiores (indoor), como las utilizadas con redes IEEE 802.11b/g (WiFi), IEEE
802.15.1 (Bluetooth) y IEEE 802.15.4 (RFID), y otras en exteriores (outdoor), como
GPS y técnicas en GSM.

GPS es una tecnología de posicionamiento muy buena en exteriores, sin embargo
pierde su precisión debido a obstáculos como paredes y techos, y el error que
puede presentar es inadmisible. Es por ello que se necesita contar con técnicas de
localización heterogéneas que sean conscientes de su contexto y de este modo
aprovechen todas las opciones de conectividad inalámbrica presentes en el
dispositivo que se quiere localizar, para poder ubicar a un dispositivo de una
manera exacta en cualquier lugar y en cualquier momento (siempre y cuando haya
conectividad GSM).

La problemática de la localización en interiores ha sido objeto de un intenso
estudio e investigación durante los últimos años. Se han propuesto diversas
técnicas de localización en WiFi, Bluetooth, RFID e infrarrojos. Hasta ahora,
ninguna de las soluciones propuestas ha conseguido el éxito que han alcanzado
los sistemas de localización y navegación análogos empleados en exteriores,
sobre todo el GPS. Las razones de este fracaso han sido técnicas y sobre todo
económicas: técnicas porque la localización en interiores plantea retos

5


tecnológicos muy superiores a los de la localización en espacios abiertos y
económicas porque la mayor parte de los sistemas propuestos utilizan gran
cantidad de infraestructuras fijas (sensores, puntos de control, estaciones base,
etc.), lo que hace aumentar mucho el costo. Además el error en interiores tiene
que ser muy bajo ya que un error grande significaría un error inadmisible en la
ubicación del usuario. Cabe destacar que si no se utilizan técnicas de
optimización, la precisión es inversamente proporcional al alcance de la
tecnología, es decir, a mayor alcance menor precisión y viceversa.

Actualmente una de las tecnologías que está siendo muy utilizada (poco en el
ámbito de la localización) es RFID, sobre todo en la unión europea y puede
aplicarse en la automatización de las actividades del día a día, mediante la
asociación de objetos del mundo real a los sistemas de información. Con la
aplicación de estas tecnologías en el ámbito de los teléfonos móviles, los servicios
basados en localización (por sus siglas en inglés LBS-Location Based Services)
pueden verse enriquecidos con mayor información de contexto y con una mayor
precisión de localización.

La mayoría de los dispositivos actuales cuentan con una cámara fotográfica
integrada, la cual puede aprovecharse para decodificar QRCodes que estén
asociados a una ubicación y de este modo obtener la posición del usuario cuando
lo desee.

1.4 Objetivos del proyecto

El objetivo general del proyecto de tesis es el siguiente:

―Desarrollar servicios conscientes del contexto que permitan la localización de
dispositivos celulares a través tecnologías de posicionamiento heterogéneas
(GPS, identificación de células, WiFi, Bluetooth, RFID y QRCodes) mediante la
constante verificación del contexto del usuario‖.

Para el cumplimiento del objetivo general, se han desarrollado los objetivos
específicos que se describen a continuación:

i. Realizar una prueba de concepto, implementación y modelo mediante un
sistema de localización consciente del contexto.
ii. Identificación y análisis de limitaciones tecnológicas y de servicio para estas
familias de aplicaciones con tecnologías emergentes de localización,
gestión de comunicaciones y de intercambio de contenidos, que permitirán
subsanar progresivamente las deficiencias de servicio detectadas.
iii. Contribuir al desarrollo de los servicios móviles y ubicuos, estudiando y
analizando las tecnologías de comunicaciones, su interoperabilidad,
aplicaciones y limitaciones.
iv. Ampliar el uso de la inteligencia en el acceso a la información, mediante el
desarrollo de un software que seleccione la información relevante en el

6


momento preciso (conciencia del contexto), teniendo en cuenta la ubicación
del usuario.
v. Hacer uso de la metodología orientada a componentes con el fin de hacer
reutilizable la aplicación.

1.5 Justificación y beneficios del proyecto

En los últimos años los servicios de localización en redes inalámbricas se están
convirtiendo en un servicio clave para todo operador. La razón del creciente
interés en este tipo de servicios reside en el hecho de que la información de
localización constituye un servicio en sí mismo (p. ej. un usuario desea conocer su
posición en un determinado instante), al tiempo que dicha información puede
emplearse para la construcción de servicios de valor añadido en los que el usuario
no solicite la posición de forma explícita, pero el servicio solicitado sí requiera de
ella para llevarse a cabo (p. ej. guiado, farmacia de guardia más cercana, etc.)
[DRANE 1998]. Además, las exigencias establecidas por parte de diversos
reguladores (p. ej. FCC, UE, etc.) hacen que los servicios de localización estén
cada vez más presentes en las redes celulares públicas actuales [ESCALONA
2007].

La disponibilidad de este tipo de servicios puede ser aprovechada por los
operadores de red más allá de la percepción económica que se espera de ellos.
De esta forma, la información de localización de los usuarios de la red puede
emplearse para optimizar el funcionamiento de la misma [LEE 2001], empleando
por ejemplo sistemas inteligentes de buscapersonas, modelos de traspaso
basados en la localización del usuario y la previsión de sus movimientos, la
reserva de recursos en función del patrón de movimiento de los distintos usuarios
de la celda, etc.

La problemática de la localización en interiores ha sido objeto de un intenso
estudio e investigación durante los últimos años. En varios proyectos se describe
como han ido evolucionando los sistemas basados en localización y pasaron de
ser reactivos, en donde el usuario solicitaba referencias según su ubicación a ser
proactivos en donde se verifica el contexto para ofrecer servicios al usuario.

Hasta ahora, ninguna de las soluciones propuestas ha conseguido el éxito que
han alcanzado los sistemas de localización y navegación análogos empleados con
mucho éxito en entornos urbanos, como lo es el sistema de posicionamiento
global (GPS por sus siglas en inglés) o los sistemas híbridos empleados por las
compañías de telefonía celular (AGPS), los cuales no son adecuados para
identificar la ubicación de un usuario que se encuentra dentro de un edificio.

En resumen, se pueden identificar dos factores que han determinado el fracaso de
estas técnicas de localización al interior de edificios, uno es técnico y otro
económico, es decir, el factor técnico se enfrenta a retos tecnológicos muy
superiores a los de la localización en espacios abiertos, las exigencias de

7


precisión en este tipo de sistemas incluyen un error medio menor a 2 metros; por
otro lado, el factor económico porque la mayor parte de los sistemas propuestos
en los trabajos relacionados utilizan gran cantidad de infraestructura fija (sensores,
puntos de control, estaciones base, etc.), lo que hace aumentar mucho el costo de
estos sistemas de localización.

Desarrollar una técnica que sea viable y factible tanto económica como
técnicamente, y además ofrezca una gran precisión de ubicación significa poder
ofrecer una gran cantidad de servicios a los usuarios dependiendo de su contexto
y de su ubicación.

1.6 Alcances y limitaciones del proyecto

El proyecto puede volverse muy amplio debido a la gran diversidad de tecnologías
y, para cada una de ellas una variedad de técnicas de localización, si a esto le
agregamos la convergencia de estas técnicas, resulta un problema sumamente
complejo, es por ello que hemos definido las siguientes consideraciones para el
proyecto:

Para el desarrollo del proyecto partiremos del hecho de que el entorno en el
que se quiere localizar al dispositivo tiene al menos cobertura GSM.
Se trabajará en técnicas de posicionamiento utilizando RFID y QRCodes.
Trabajará con tecnología GSM en los rangos de frecuencia 850/1900 y
900/1800.
El medio de transmisión será HTTP.
Los dispositivos celulares que se utilizarán son dispositivos que soporten el
sistema operativo Android y que tengan conectividad WiFi.

El proyecto no contemplará lo siguiente:

Redes WiFi para el estándar 802.11abg,
Redes Bluetooth 802.15.
Se limitará a algunos dispositivos celulares, no para todas las marcas y
modelos.
No se trabajará con redes 802.16 (Wi-Max) debido a que no se tiene la
infraestructura para hacerlo.

1.7 Organización del documento

El documento se encuentra organizado en 6 capítulos, los cuales presentan la
siguiente información:

i. Capítulo 2: Estado del arte. Se presentan trabajos relacionados con el
proyecto de tesis, desarrollados recientemente.

8


ii. Capítulo 3: Marco Teórico. Se presentan los fundamentos teóricos de las
diferentes tecnologías usadas y su forma de operación. Asimismo, se
describen los conceptos utilizados en el desarrollo del documento.
iii. Capítulo 4: Análisis y Diseño. Se muestran los casos de uso, escenarios,
diagramas de actividad, clases y secuencia que representan el análisis y
diseño de las aplicaciones que resultan del proyecto.
iv. Capítulo 5: Implementación. Se presenta la implementación de la
arquitectura y la forma en que colaboran los diferentes módulos que la
conforman. Se describen las interfaces de usuario desarrolladas para su
manejo y se menciona la relación entre cada uno de los módulos de las
aplicaciones.
v. Capítulo 6: Pruebas. Se presentan los resultados de las pruebas.
vi. Capítulo 7: Conclusiones. Se presentan las aportaciones de la tesis, los
trabajos futuros y las publicaciones realizadas durante el desarrollo de la
tesis.
vii. Anexo A: Definición de las interfaces de usuario. Se muestran las interfaces
de usuario desarrolladas para el dispositivo celular con el sistema operativo
Android.
viii. Anexo B: Plan de pruebas. Describe el plan de pruebas basado en el IEEE
std 829.

9

2 Capítulo 2 Estado del arte

Capítulo 2 Estado del arte
En este capítulo se describen los trabajos relacionados y estado del arte que
influyen para el desarrollo del presente trabajo.

Capítulo 2 Estado del Arte

A continuación se describen y se evalúan algunos artículos, relacionados con el
tema de tesis, extraídos en su mayoría de memorias de congresos recientes
(2006-2008) de la IEEE.

2.1 Simple Location-based Application Development for Mobile
Phones [TITICA 2007]

Se da una descripción general acerca de algunas de los componentes más
importantes y servicios necesarios para construir aplicaciones basadas en
localización. Se enfatiza que una de las tareas más importantes para realizar un
sistema basado en localización, es la determinación de la posición de las
terminales móviles, es por esto que se centra en la descripción de técnicas de
posicionamiento GSM. Describe las siguientes:

Tiempo de llegada (Time of Arrival, TOA)

Esta técnica se basa en la medición del tiempo de llegada de una señal
transmitida por un terminal móvil a diferentes estaciones base. Para efectuar el
cálculo, una posibilidad es medir el tiempo de ida y vuelta de la señal. De esta
manera la distancia recorrida por la señal se calcula como producto del tiempo
empleado en llegar a la BTS (estación base) y la velocidad de la luz.

Mediante TOA es necesario efectuar medidas al menos respecto a tres estaciones
base para obtener una precisión aceptable en el cálculo de la posición de un
terminal. Las medidas permiten trazar circunferencias con centro en cada una de
las BTS, dando su intersección como resultado el punto donde se encuentra el
terminal que se desea localizar. Posteriormente se transmiten al servidor de
localización, que realiza los cálculos y corrige los errores utilizando métodos
matemáticos. Estos errores pueden deberse al tiempo de procesado en el
terminal, el cual depende del fabricante y también de la situación de carga del
dispositivo en un momento determinado. Otra desventaja que presenta esta
técnica es que la ausencia de visión directa entre el terminal y la estación base
puede causar un error que desemboque en una falsa estimación.

Cell ID

Esta técnica de localización (Cell Global Identity-CGI) está disponible sin realizar
ninguna inversión ni modificación en red o terminal, pues la posición se obtiene
mediante la identidad de la celda en la que se encuentra el terminal móvil. La
precisión de este método puede ir de algunos cientos de metros en áreas urbanas
hasta 32 kilómetros en áreas rurales.

Ángulo de llegada (Angle of Arrival, AOA o Direction of Arrival, DOA)

Este método utiliza antenas multi-arreglo situadas en la estación base para
determinar el ángulo de la señal incidente. Si un terminal que transmite una señal

13


está en la línea de vista directa (LOS, Line Of Sight), la antena multi-arreglo puede
determinar de qué dirección viene la señal. Para conocer la posición del terminal
es necesaria al menos una segunda estimación procedente de otra estación base
con la misma tecnología que la primera. La segunda estación base localizará al
terminal y comparará sus datos con los de la primera estación para después
calcular la posición del usuario mediante trigonometría. En principio sólo son
necesarias dos estaciones base para estimar la posición del terminal móvil, por
este motivo AOA resulta efectiva en entornos rurales, donde es complicado
disponer de visión de tres estaciones base al mismo tiempo. Pero en condiciones
adversas (entornos urbanos) suele ser imprescindible emplear más estaciones con
el fin de obtener mayor precisión.

Figura 2.1 Sistema de localización por ángulo de llegada

Los sistemas AOA deben diseñarse para tener en cuenta señales multitrayecto,
aquéllas que son consecuencia de una reflexión y que por tanto llegan a la antena
con un ángulo erróneo. Por otra parte, la instalación y alineación de las antenas
multi-arreglo en las estaciones base es un proceso complicado y caro. Además, si
las antenas sufren una leve modificación en su orientación debido al viento o las
tormentas se pueden producir errores considerables en la estimación, ya que ésta
se realiza en base a ángulos absolutos respecto de la antena.

Diferencia de tiempo de observado mejorado (Enhanced Observed Time
Difference, E-OTD)

La técnica E-OTD opera sobre redes GSM y GPRS e incluye nueva tecnología
tanto en el terminal móvil como en la red. Siendo la solución de red similar a l a
utilizada en TDOA, el sistema necesita que se instalen unidades de medida de
posición (Location Measurement Units - LMU) a modo de balizas de referencia en
puntos dispersos geográficamente. La densidad de LMUs determinará la precisión
del sistema, y por ello normalmente es necesario instalar en toda la red una LMU
por cada una o dos estaciones base. Estos receptores y los terminales móviles
habilitados con software E-OTD realizan medidas de las señales procedentes de
tres o más estaciones base periódicamente. Las diferencias temporales de llegada
de la señal a los dos puntos (LMU y terminal) se combinan para producir líneas
hiperbólicas que se intersecan en el lugar donde está el terminal móvil, ofreciendo
de esta manera localización en dos dimensiones.

14


En E-OTD el terminal móvil mide la diferencia de tiempo de llegada de las ráfagas
de pares cercanos de estaciones base. Si estas estaciones no están sincronizadas
(como es el caso de las redes GSM), la red debe evaluar el desfase entre ellas
para poder estimar las diferencias de tiempo relativas (Relative Time Difference -
RTD). Con el fin de obtener un resultado preciso, se necesitan medidas de la
diferencia de tiempo observado (Observed Time Difference) y RTD de tres pares
de estaciones base separadas en el espacio. Una vez obtenidas las medidas, el
cálculo de la posición puede estar asistido por red, si el terminal móvil mide la
señal de OTD y la red le proporciona la información de las coordenadas de las
BTS y valores RTD, o asistido por el terminal, en cuyo caso es el terminal el que
mide la OTD y envía la medida a la red que calcula la ubicación. En conclusión, la
posición del terminal móvil se obtiene mediante triangulación a partir de:

 Las coordenadas de las BTSs.
 El tiempo de llegada de las ráfagas de cada BTS.
 Las diferencias de tiempo entre las BTSs.

Desventajas

Únicamente se enfoca a la localización utilizando técnicas en GSM, por lo
que el error de posicionamiento es inadmisible para interiores (más de 50
metros).
No se maneja la consciencia de contexto.
No define otro tipo de tareas.

2.2 RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking
System [RADAR 2000]

RADAR es un sistema de localización en WLAN, desarrollado por investigadores
de Microsoft, el cual opera mediante la grabación y procesamiento de información
de la potencia de señal recibida de múltiples AP (Utiliza potencia de señal
recibida). Este sistema combina mediciones empíricas con el modelado de
propagación de la señal para determinar la localización de un dispositivo.

Las fases de la metodología son las siguientes:

Fase de recolección de datos

Se registra información acerca de la señal de radio en función de la posición del
usuario, esto se realizó de la siguiente manera:

Se utiliza un software llamado WaveLAN para monitorear los paquetes beacom
enviados por los AP.
Se diseña un mapa del piso de un edificio (ver figura 2.2).

15


Figura 2.2Plano utilizado sistema RADAR [RADAR 2000]

Se realiza un recorrido utilizando un dispositivo inalámbrico y el software antes
mencionado, en los puntos negros de la figura 3 se tomaron varias medidas de
la potencia de la señal de los diversos AP provistas por el software WaveLAN,
cabe destacar que se toman medidas colocando al usuario con el dispositivo
inalámbrico volteando hacia los 4 puntos cardinales (debido a que el cuerpo
puede obstruir la señal de un AP, lo que ocasionaría recibir un dato de potencia
de señal más bajo).
Posteriormente un usuario manualmente define su posición dando clic sobre un
mapa.
Después los datos recolectados se almacenan en una base de datos como
tuplas formadas de la siguiente manera:

Posición x Posición y Dirección (norte, sur..)i Potencia señali

Fase de localización

El dispositivo captura la potencia de la señal recibida en su posición
proveniente de los AP que tiene a la vista y utilizando la fórmula de la distancia
euclidiana:
D = , donde si es la potencia de
señal detectada y s i’ es la potencia de señal obtenida por el usuario, dados
estos valores y por medio de la fórmula se obtiene la posición x y y que
minimice a D según las potencias recibidas.

Desventajas

No contempla otro tipo de posicionamiento.
No maneja consciencia de contexto ni auto-identificación.
El grado de precisión de la ubicación está en función de la cantidad de AP
que se tengan a la vista, a mayor número de AP mayor será la precisión,
por lo que se pueden tener errores inadmisibles cuando sólo se está en la
cobertura de un AP.

16


2.3 The Horus WL AN location determination system [HORUS
2004]

Investigadores de la Universidad de Maryland presentan Horus, el cual es un
sistema de determinación de la localización basado en RF (radio frecuencia). El
sistema utiliza la longitud de la señal observada por la transmisión de paquetes
transmitidos por los AP para inferir la localización del usuario. Utiliza una técnica
de mapeo de radio basado en la probabilidad, además utiliza clúster para reducir
los requerimientos computacionales y de procesamiento.

Las fases de la metodología son las siguientes:

Fase de entrenamiento fuera de línea

1. Se construye el mapa de radio, clúster de localizaciones del mapa de radio, el
cual almacena la distribución de la longitud de la señal recibida de cada AP
para cada ejemplo de localización.
2. Almacena los datos obtenidos del mapeo en forma de tuplas compuestas como
sigue:

x y ss P(x)

Donde:
x y y representan las coordenadas dentro del plano del piso del edificio.
ss es la potencia de señal recibida y P(x) es la probabilidad de que un
dispositivo esté en las coordenadas (x, y) con potencia recibida ss.

Para obtener P(x) sacaron alrededor de 300 muestras en cada uno de los
puntos de ejemplo.

3. Posteriormente se crean clúster o agrupaciones según los puntos de
localización en el mapa del piso, con la finalidad de minimizar la carga
computacional al momento de la fase de determinación de la localización del
dispositivo.

Fase de determinación de localización en línea

1. Se obtiene un vector compuesto de las potencias de señal y las direcciones
MAC de los AP de los cuales se recibe señal.
2. Para el AP con mayor señal recibida se busca encontrar la localización (x, y)
que maximice la probabilidad P(x).
3. Si la diferencia entre la P(x) mayor y la segunda mayor es considerablemente
alta se toma ese punto como la localización del dispositivo, en caso contrario
se repite el paso 2 tomando en cuenta la potencia de señal del siguiente AP.

17


Desventajas

Al utilizar técnicas probabilísticas para la obtención del mapa de radio es
más preciso que los que utilizan técnicas determinísticas en WLAN.
No contempla otro tipo de posicionamiento.
No maneja la consciencia del contexto ni auto-identificación.
El grado de precisión de la ubicación está en función de la cantidad de AP
que se tengan a la vista, a mayor número de AP mayor será la precisión,
por lo que se pueden tener errores inadmisibles cuando sólo se está en la
cobertura de un AP.

2.4 CAALIX Complete Ambient Assisted Living Experiment
[CAALIX 2007]

Es un proyecto concluido en diciembre de 2008 en el cual se desarrolla un
dispositivo ligero capaz de medir los signos vitales específicos de los ancianos,
detectando fallas y comunicando automáticamente en tiempo real a sus
cuidadores en caso de emergencia, esto lo hace en interiores o en exteriores.

Los objetivos primordiales de este proyecto son los siguientes:

1. Identificar los signos vitales y patrones más importantes en la determinación de
probables estados críticos de la salud de un anciano.
2. Desarrollar un dispositivo electrónico habilitado para medir los signos vitales y
detectar recaídas en las personas ancianas en un ambiente domestico y en
exteriores. El aparato tiene un sistema de geolocalización, de modo que el
sistema de monitoreo esté habilitado para conocer la posición del anciano en
caso de emergencia.
3. Permitir el monitoreo seguro de los individuos organizados en grupos dirigidos
por un cuidador, quien decidirá si comunicar los eventos identificados mediante
el sistema a un servicio de emergencia.
4. Crear un servicio de tele-asistencia social que pueda ser operado fácilmente
por los usuarios.

Cuenta con tres áreas principales de desarrollo:

El sistema de monitoreo de roaming. Su intención es monitorear
discretamente a la persona mayor mientras lleva a cabo sus actividades
diarias en forma independiente, tanto en su casa como en el exterior. Se
medirán varios signos vitales o recaídas y automáticamente se enviarán
junto con su posición geográfica al servicio central de cuidado en caso de
emergencia, de este modo una unidad de rescate puede ser despachada a
tiempo.

18


El sistema de monitoreo del hogar. Su intención es extender el monitoreo
en el ambiente del hogar, integra otros dispositivos y sensores; el soporte
de video comunicación y VoIP.

El sistema central de monitoreo servicio de cuidado. Recibe las alertas
de las personas mayores suscritas. El cuidador evalúa la situación de una
persona de acuerdo a los resultados recibidos y en caso necesario se
comunica al servicio de emergencia.

Figura 2.3 Arquitectura proyecto CAALIX [CAALIX 2007]

Desventajas

Únicamente utiliza el GPS como técnica de localización, esto significa que
no se puede localizar a la persona en interiores que no sean su hogar, por
ejemplo un centro comercial o un campus donde hay muchos edificios y no
hay conectividad GPS.
En el interior de su hogar se tiene que desplegar un gran sistema de
monitoreo vía circuito cerrado para identificar la posición de la persona, esto
lo hace muy costoso.
La posición la envía únicamente con transmisión de datos GPRS, esta
cobertura es menor a la cobertura utilizada por el GSM, si no hay GPRS no
puede enviar su localización, aunque tenga cobertura GPS.

19


No maneja consciencia del contexto ni auto-identificación.

2.5 Location Awareness in Community Wireless LANs [FERSCHA
2001]

En este proyecto, llamado CampusSpace, se propone utilizar las capacidades de
posicionamiento de las técnicas en redes 802.11 (WiFi) mediante la integración de
las tecnologías RFID. Para lo anterior desarrollaron un Framework, el cual permite
de forma transparente recolectar e interpretar información de la posición de
móviles en coberturas de señales 802.11 y del mismo modo recolecta información
mapeada cartográficamente en etiquetas RFID.

Proceso de determinación de posición

El proceso que siguen consta de dos fases hasta antes de llegar a la
determinación de la posición, ver figura 2.4.

Recolección de
Recolección de Determinación de la
información
proximidad espacial posición
geográfica

Figura 2.4 Proceso de localización CampusSpace

Recolección de la información geográfica

En este punto se recolecta la potencia de señal recibida en la cobertura de los
dispositivos cliente registrados en los AP. Para la realización de las pruebas se
trabaja con el estándar 802.11b, además se considera la aparición de no más de
tres AP para evitar la colisión de paquetes.

Como técnica de posicionamiento WLAN se utiliza la potencia de la señal recibida
RSS, la cual se ve afectada por paredes de concreto, objetos de metal y personas,
entre otros.

Recolección de proximidad espacial

Para realizar este proceso se hace uso de la tecnología RFID, para ello se utilizan
tarjetas RFID pasivas. Los lectores RFID se integraron dentro de los dispositivos
como un hardware PCMCIA mismo que permite, por un lado la conexión mediante
WiFi y por otro está magnéticamente acoplado a un lector RFID.

20


Arquitectura del sistema

La arquitectura del sistema se presenta en la figura 2.5. Como puede observarse
está compuesta por un servidor central, el cual colecta información de localización
de las estaciones móviles y de los AP, así como sus propiedades, localización,
etc. Este servidor es llamado servidor de localización y actúa como un agente
entre diferentes clientes.

Figura 2.5 Arquitectura del sistema CampusSpace [FERSCHA 2001]

Los clientes almacenan información local, mientras el servidor de localización sólo
administra URIs y URLs enlazadas a la información. Para manejar esta
información de forma estructurada se utiliza RDF como un formato general de
descripción, el cual es un Framework para metadatos en la World Wide Web
(WWW), desarrollado por el World Wide Web Consortium (W3C). Un ejemplo de
este tipo de formato se muestra en la figura 2.6.

Figura 2.6 Descripción RDF de un miembro del staff [FERSCHA 2001]

21


El funcionamiento se describe como sigue:

1. Primeramente el dispositivo móvil detecta en que AP está conectado.
2. El dispositivo verifica la información de su posición en el servidor de
localización, obteniendo de ello una URL la cual contiene una página que
contiene una imagen o texto, la cual le indica el lugar en donde se encuentra.
3. Como el error que conlleva utilizar únicamente la potencia recibida del AP
puede ser grande, en el momento que el dispositivo tiene en su cercanía una
etiqueta RFID este la lee, cada etiqueta tiene su propio identificador de modo
que el servidor de localización tendrá almacenada alguna URL de posición de
dicha etiqueta.
4. Nuevamente el dispositivo vuelve a verificar su posición, ya más exacta debido
a la corta distancia que manejan estas etiquetas (las que utilizaron tienen un
máximo de 1 metro de cobertura), y actualiza la información en el servidor de
posición y obtiene la URL correspondiente a su posición, de este modo el
usuario puede verificar su posición entrando a la URL correspondiente.

Desventajas

Se deben tener tantas páginas como tarjetas se tengan o como puntos de
localización se quieran mostrar, debido a que cada punto de localización
tiene su propia URL que describe su posición mediante una imagen o texto.
No maneja consciencia del contexto ni auto-identificación.
Únicamente se centra en el posicionamiento y no extiende su funcionalidad
a algún servicio para el usuario, como lo es el manejo de tareas de acuerdo
al contexto.

2.6 UbiqMuseum: A Bluetooth and Java Based Context-Aware
System for Ubiquitous Computing [CANO 2006]

Este proyecto se desarrolla por investigadores de la Universidad Politécnica de
Valencia. El principal objetivo de este proyecto es evaluar el uso de Bluetooth y
tecnologías basadas en java en ambientes de computación ubicua.

UbiqMuseum es una aplicación experimental consciente del contexto que provee
información a visitantes de museos. El sistema da a los visitantes información
precisa acerca de lo que están viendo, de acuerdo a su nivel de conocimiento y en
su lenguaje natural. Del mismo modo provee de una interfaz grafica de usuario
que se adapta al tipo de dispositivo (háblese de teléfonos móviles, PDAs o
laptops).

Arquitectura del sistema

El sistema considera 3 tipos de entidades de software:

22


Aplicaciones cliente. Ejemplo de ello es un visitante con una PDA con
Bluetooth habilitado.
Puntos de información del museo (MIPs). Se asocian a una o más piezas
de arte u objetos dentro del museo.
Servidor central. El cual contiene información de los distintos objetos y
piezas de arte en el museo además de guardar una bitácora de las piezas
que son visitadas e información del usuario que la visita.

La figura 2.7 muestra una representación de la arquitectura de UbiqMuseum.

Figura 2.7 Arquitectura del sistema UbiqMuseum [CANO 2006]

Funcionamiento del sistema

Para la implementación se utilizan APIs de Java para la tecnología Bluetooth
(JABWT) contenida en el JSR-82.

La funcionalidad de cada uno de los elementos de la arquitectura es la siguiente:

 Los usuarios (visitantes del museo), que llevan consigo los clientes, configuran
sus preferencias mediante un conjunto de parámetros de entrada que son: 1) el
tipo de dispositivo (laptop, PDA o teléfono móvil), 2) el lenguaje de su
preferencia y c) el nivel de detalle de la información recibida (intermedio,
básico, experto).
 Una vez hecho esto, el cliente busca por algún MIP mediante Bluetooth.
 Cuando encuentra un dispositivo y si el usuario decide elegirlo el dispositivo
cliente envía el perfil del usuario previamente capturado al MIP elegido.
 Posteriormente el MIP combina el perfil del usuario con el identificador de la
pieza del museo que representa y envía esta información al servidor central.

23


 El siguiente paso es que el servidor central registra en la bitácora la petición y
envía la información correspondiente a la pieza de arte que el MIP representa
combinando está con las preferencias del usuario.
 El MIP recibe esta información y la retransmite al cliente.

La figura 2.8 muestra la información que un usuario recibe, cabe resaltar que el
usuario lleva consigo una PDA y ha elegido el nivel de detalle intermedio.

Figura 2.8 Información recibida en un cliente en UbiqMuseum [CANO 2006]

Desventajas

Únicamente maneja conectividad Bluetooth.
No maneja perfiles de movilidad.
La puesta en marcha puedo costar mucho debido a que se deben tener
tantos MIPs (dispositivos Bluetooth), en este caso se utilizan tantas laptops,
como piezas se tengan en el museo.
Es un sistema de corto alcance debido a que la comunicación entre los
MIPs y el servidor central se hace a través de sockets.
Limitado a pocos clientes por MIP (máximo 7) debido a las características
de las piconet formadas por los dispositivos Bluetooth.
No maneja otras tareas.

24


2.7 A Location-aware System using RFID and Mobile Devices for
Art Museums [TESOREIRO 2008]

Este proyecto dirigido por investigadores de la Universidad de Castilla-La Mancha,
España, presenta un sistema de localización consciente basado en RFIDs activos
y pasivos combinado con la tecnología IR (infrarrojos) los cuales soportan el
posicionamiento automático de dispositivos móviles. Este proyecto se aplica a
museos de arte.

Funcionamiento

 Para saber la ubicación del usuario se utilizan tarjetas RFID de tipo activas, las
cuales están transmitiendo ondas indicando su presencia y cuando el usuario
llega, dotado de un lector RFID y un equipo móvil (PDA o laptop), envían su
identificador.
 Cuando el equipo móvil lee el identificador lo envía a un servidor el cual tiene
una tabla de mapeo indicando su posición y la información relativa al objeto
que el usuario tiene en cercanía.
 Posteriormente el servidor envía la información perteneciente al identificador,
ya sea en forma de texto, audio, imagen o video mediante el protocolo HTTP.
 Por último el usuario recibe en su dispositivo la información que requiere. Cabe
resaltar que aunado al uso de tarjetas RFID activas, incluye el uso de tarjetas
RFID pasivas y de lectores de códigos de barras, para leer un objeto en
particular.

El modelo

Su mayor aportación es que presentan un modelo conceptual para soportar un
sistema de posicionamiento automático basado en la tecnología RFID. La figura
2.9 muestra el modelo que se presenta en este proyecto.

25


Figura 2.9 Modelo conceptual [TESOREIRO 2008]

Lo interesante de este modelo es la parte resaltada en gris claro, la cual hace
referencia a la forma en que se obtiene el identificador de cada objeto presente en
el museo, es independiente de tecnología y puede obtenerse mediante RFID
activos, RFID pasivos y códigos de barras. El modelo y el prototipo son flexibles a
cambios y fácilmente pueden añadirse otras tecnologías como (WiFi y Bluetooth)
para establecer la ubicación del usuario y mostrarle la información pertinente.

Desventajas

No define tareas, actividades y servicios, únicamente se centra en enviar la
información de los objetos que el usuario tiene en cercanía.
No es compatible con dispositivos celulares.

2.8 Comparativa del estado del arte con el proyecto

En la tabla 1 se comparan diversas características de los trabajos relacionados
con el proyecto de tesis. Puede observarse claramente las ventajas que ofrece
respecto de otros proyectos similares. Las ventajas más notables son el hecho de
que maneja perfiles de movilidad, ofrece un posicionamiento mediante RFID y
QRCodes, y no sólo eso sino que también será flexible a la introducción de otras
técnicas y tecnologías de posicionamiento. Aunado a esto el proyecto tiene la
ventaja de ofrecer múltiples tareas para la realización de las actividades de un
usuario dentro de un campus universitario y no sólo se limita al posicionamiento

26


del mismo. Asimismo, el proyecto manejará un proceso de guiado utilizando la
información de la ubicación del usuario, para posicionarlo dentro del campus.

Tabla 1 Comparativa de los trabajos relacionados con el proyecto de tesis
Utilizado Manejo
Método Envío de Consciencia Múltiples Error
Proyecto Guiado en de
Posición datos de contexto tareas (m)
celulares mapas

[Radar 2000] WiFi HTTP   <15

WiFi, RFID HTTP,
[Fers 2001]
activo GPRS  <1.5

[Horus 2004] WiFi HTTP   <9.5

[Cano 2006] Bluetooth Bluetooth  <5

[Titi 2007] GSM GPRS  <500

No
[Caalix 2007] GPS GPRS    aplica
RFID activo
[Teso 2008]
y pasivo
HTTP  <1

RFID y
Tesis
QRCodes
HTTP      <1

La segunda parte que conforma el estado del arte la cubren desarrollos
tecnológicos que se encuentran operando en el sector privado, los principales
desarrollos son servicios que proporcionan las compañías telefónicas para sus
usuarios.

2.9 Servicio UBICACEL de iusacell [UBICACEL 2008]

Servicio de localización que permite conocer la ubicación geográfica de
dispositivos Iusacell. Sirve para localizar dispositivos con capacidad de GPS y
GPSOne cuando se encuentren dentro del alcance de la red celular y satelital.

Su funcionamiento es el siguiente: mediante una aplicación instalada en el
teléfono celular a través de técnicas de triangulación se obtiene la localización del
dispositivo y se puede generar la respuesta sobre la ubicación del teléfono.

2.10 Servicio Localízame de Movistar [LOCALIZAME 2008]

Servicio proporcionado por la compañía telefónica Movistar para localizar
dispositivos móviles por medio de mensajes SMS. Cuenta con la opción de
localización por medio de su página de Internet, la localización se hace por medio
de la infraestructura de red de la telefónica. Su precisión varía dependiendo de la
zona en que se encuentra el dispositivo móvil.

27


Cuenta con tres opciones del servicio: para localizar otros dispositivos móviles,
para que localicen mi dispositivo y para saber mi propia ubicación. Necesita
autorización para conocer la ubicación de otro dispositivo.

2.11 AVL Reach U / Localización y Administración Vehicular Telcel
[AVL REACH 2008]

Servicio que permite a empresas, desde sus propias instalaciones, localizar,
rastrear y monitorear vehículos particulares o utilitarios bajo un concepto avanzado
de interacción con el equipo instalado en el vehículo. Además permite la
obtención de reportes estadísticos y un nivel sofisticado de funcionalidades desde
la plataforma y/o a través del envío de mensajes escritos desde un celular Telcel
previamente definido.

2.12 Tramigo [TRAMIGO 2008]

Tramigo es una compañía establecida en Finlandia, sus productos permiten
rastrear la ubicación y controlar su automóvil a través de su teléfono celular o de
su computadora y ser notificado en caso de eventos inesperados tales como
accidentes, robos o secuestros.

Todos los productos Tramigo cuentan con las siguientes características: rastreo y
gestión vehicular, localización vía GPS, soporte SMS en cualquier red telefónica
GSM, datos geográficos, posibilidad de personalizar ubicaciones o puntos de
interés.

2.13 Skyhook WPS [SKYHOOK 2008]

El sistema de posicionamiento WiFi inalámbrico Skyhook, es una simple solución
de localización software que permite a cualquier dispositivo móvil con WiFi
habilitado determinar su posición con una precisión de 20 metros. A diferencia de
los receptores GPS, los cuales utilizan satélites para determinar su localización,
WPS utiliza puntos de acceso WiFi terrestres.

El cliente WPS localiza las señales WiFi existentes a su alrededor y calcula su
posición actual usando algoritmos de localización desarrollados por Skyhook
Wireless. WPS requiere el conocimiento de la localización geográfica de cada
punto de acceso. Esta información es obtenida mediante el despliegue de cientos
de especialistas de datos, quieres buscan y localizan puntos de acceso, los cuales
se almacenan en una base de datos, por medio de los puntos de acceso es como
el dispositivo móvil puede identificar su localización.

En la tabla 2 se muestra la comparativa de los servicios anteriores con la tesis
propuesta.

28


Tabla 2 Comparativa de los servicios de localización
Envío
Indep. Consciencia Múltiples
Nombre Posicionamiento de
de red de contexto tareas
datos

Servicio UBICACEL Técnicas híbridas
SMS
de Iusacell GSM y GPS

Servicio localízame
Basada en red SMS
de Movistar
AVL Reach U /
Localización y Técnicas hibridas SMS,
administración GSM y GPS GPRS
vehicular

Tramigo GPS
SMS,
GPRS 
Skyhook WPS Wi Fi GPRS 
Tesis RFID, QRCodes HTTP   
La mayoría de los desarrollos presentados en la tabla anterior, utilizan técnicas
híbridas para obtener la localización de los dispositivos. La presentación de los
datos puede ser en una página Web o en formato de un SMS. La desventaja que
tiene cada uno de estos desarrollos es su dependencia con la red celular para
obtener la ubicación y proporcionar los servicios que se demandan. Con la
plataforma, producto de esta tesis, no se tiene ninguna limitante para obtener la
localización, la respuesta se envía con los servicios disponibles en la posición
actual, además el dispositivo tendrá consciencia del contexto y se administrarán
las tareas de los usuarios. Además ninguno de los proyectos anteriores maneja la
consciencia del contexto del dispositivo ni técnicas de auto-identificación.

29

3 Capítulo 3 Marco teórico

Capítulo 3 Marco teórico
En este capítulo se presenta la teoría relacionada con este trabajo de tesis. Se
inicia describiendo las plataformas más populares de dispositivos móviles y las
tecnologías empleadas en el proyecto de tesis, posteriormente se describen los
LBS y técnicas de localización en diversas tecnologías.

Capítulo 3 Marco Teórico

3.1 Plataformas de dispositivos móviles

3.1.1 Windows Mobile

Es un sistema operativo compacto, con una suite de aplicaciones básicas para
dispositivos móviles basados en la API Win32 de Microsoft. Los dispositivos que
llevan Windows Mobile son Pocket PC, Smartphones y Media Center portátil. Ha
sido diseñado para ser similar a las versiones de escritorio de Windows.

3.1.2 Symbian

Es un sistema operativo que fue producto de la alianza de varias empresas de
telefonía móvil, entre las que se encuentran Nokia, Sony Ericsson, PSION,
Samsung, Siemens, Arima, Benq, Fujitsu, Lenovo, LG, Motorola, Mitsubishi
Electric, Panasonic, Sharp, etc. Sus orígenes provienen de su antepasado
EPOC32, utilizado en PDA's y Handhelds de PSION.

3.1.3 J2ME

La plataforma Java Micro Edition, o anteriormente Java 2 Micro Edition(J2ME), es
una especificación de un subconjunto de la plataforma Java orientada a proveer
una colección certificada de APIs de desarrollo de software para dispositivos con
recursos restringidos. Está orientado a productos de consumo como PDAs,
teléfonos móviles o electrodomésticos.

3.1.4 iPhone OS

El iPhone OS es el sistema operativo que utiliza el iPod touch y el iPhone,
diseñado por 175 ingenieros de Apple. Está basado en una variante del Mach
kernel que se encuentra en Mac OS X.

3.1.5 Android

Android es un sistema operativo para dispositivos móviles basado en el núcleo
Linux. Inicialmente fue desarrollado por Google y luego por la Open Handset
Alliance (liderada por la propia Google). La presentación de la plataforma Android
se realizó el 5 de noviembre de 2007 junto con la fundación Open Handset
Alliance, un consorcio de 48 compañías de hardware, software y
telecomunicaciones comprometidas a la promoción de estándares abiertos para
dispositivos móviles.

Esta plataforma permite el desarrollo de aplicaciones por terceros (personas
ajenas a Google). Los desarrolladores deben escribir código gestionado en el
lenguaje de programación Java a través de la SDK que proporciona Google. La
mayoría del código fuente de Android ha sido publicado bajo la licencia de
software Apache, una licencia de software libre y código fuente abierto.

33

Capítulo 3 Marco Teórico

3.2 REST (Representational StateTransfer)

La Transferencia de Estado Representacional (Representational State Transfer) o
REST es una técnica de arquitectura software para sistemas hipermedia
distribuidos como la World Wide Web. El término se originó en el año 2000, en una
tesis doctoral sobre la Web escrita por Roy Fielding, uno de los principales autores
de la especificación del protocolo HTTP y ha pasado a ser ampliamente utilizado
por la comunidad de desarrollo.

Si bien el término REST se refería originalmente a un conjunto de principios de
arquitectura —descritos más abajo—, en la actualidad se usa en el sentido más
amplio para describir cualquier interfaz Web simple que utiliza XML y HTTP, sin
las abstracciones adicionales de los protocolos basados en patrones de
intercambio de mensajes como el protocolo de servicios Web SOAP. Con REST
es posible diseñar servicios Web de acuerdo con el estilo arquitectural REST de
Fielding y también es posible diseñar interfaces XML-HTTP de acuerdo con el
estilo de llamada a procedimiento remoto pero sin usar SOAP.

REST afirma que la Web ha disfrutado de escalabilidad como resultado de una
serie de diseños fundamentales clave, los cuales se describen a continuación:

 Un protocolo cliente/servidor sin estado: cada mensaje HTTP contiene
toda la información necesaria para comprender la petición. Como resultado,
ni el cliente ni el servidor necesitan recordar ningún estado de las
comunicaciones entre mensajes. Sin embargo, en la práctica, muchas
aplicaciones basadas en HTTP utilizan cookies y otros mecanismos para
mantener el estado de la sesión (algunas de estas prácticas, como la
reescritura de URLs, no son permitidas por REST).
 Un conjunto de operaciones bien definidas que se aplican a todos los
recursos de información: HTTP 1.1, define un conjunto de operaciones,
las más importantes son POST, GET, PUT y DELETE.
 Una sintaxis universal para identificar los recursos. En un sistema
REST, cada recurso se referencia únicamente a través de su URI.
 El uso de hipermedios, tanto para la información de la aplicación como
para las transiciones de estado de la aplicación: la representación de este
estado en un sistema REST son típicamente HTML o XML, aunque también
soporta la representación en JSON. Como resultado de esto, es posible
navegar a los recursos REST a través de URIs dinámicas.

3.3 JSON

JSON (JavaScript Object Notation - Notación de Objetos de JavaScript) es un
formato para el intercambio de datos. Es un formato con una estructura simple y
se caracteriza por reducir significativamente el volumen de datos a transmitir. Está
basado en un subconjunto del Lenguaje de Programación JavaScript, Standard
ECMA-262 3rd Edition - Diciembre 1999. JSON es un formato de texto que es

34

Servicios de localización conscientes del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas

Servicios de localización conscientes del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Servicios de localización conscientes del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas

Similar a Servicios de localización conscientes del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas (20)

Más de Gabriel Gonzalez Serna

Más de Gabriel Gonzalez Serna (15)

Último

Último (15)

Servicios de localización conscientes del contexto aplicando perfiles de movilidad y tecnologías de localización heterogéneas