Introducción a los dispositivos Wearable, Redes personales inalámbricas, comunicaciones inalámbricas y dispositivos móviles

1. Introducción

Este proyecto consta de una serie de ejercicios todos ellos con un patrón común, los dispositivos wearable.

Para poder responder estas cuestiones generalmente hemos utilizado diversas fuentes de información,desde Internet, bibliotecas online, etc.

2 Wearables

Los ordenadores corporales (del inglés Wearable) son dispositivos diseñados para llevarlos encima, incorporándose en la ropa o accesorios utilizados habitualmente. Actualmente en el mercado hay varios tipos de dispositivos y cada uno está pensado para desarrollar unas funcionalidades específicas. Representan una nueva manera de recibir, conseguir y gestionar la información.

Entre los dispositivos más conocidos nos encontramos: los relojes (SmartWatch), gafas (glasses), lentes de contacto (contact lenses), ropa o textiles (e-textiles, smart textiles, smart fabrics) y joyería como anillos, brazaletes o colgantes. También hay otro tipo de dispositivos wearables más invasivos para las personas, que se incorporan a la piel mediante la implantación de un microchip o de pequeños tatuajes. [1]

  • Hace tiempo que están de moda y oímos hablar de dispositivos wearables . Se propone leer los artículos del blog y busquéis características sobre algún dispositivo smartwatch actual del mercado. Haced especial énfasis en productos relacionados con el bienestar y la salud de las personas (p.ej. bioharness-3 ).

    Después de hacer una búsqueda intensiva en mercado actual de productos smartwatch he decidido analizar los siguiente productos:
    • Smarwatch 3 de Sony es un dispositivo bastante competitivo que podemos encontrar en Amazon por 100 euros. El motivo por el que he elegido este smartWatch es sus características, a pesar de que diversos medios aluden que existen diversos problemas respecto a la experiencia de uso y diseño, no impide que sus características de hardware lo destaquen en comparación con su competencia sin poseer un precio desorbitado.

      Dicho esto, nos encontramos con un dispositivo que utiliza un sistema Android Wear (Android Wear es el sistema operativo para dispositivos corporales (wearables) basado en Android que Google presentó a la sociedad el 18 de marzo de 2014. El sistema en sí está pensado para ser utilizado en relojes inteligentes (smartwatches), pulseras inteligentes (smartbands), y cualquier otro dispositivo wearable que pueda surgir en el futuro como sistema operativo.) y, por lo tanto, todas las aplicaciones para este sistema orientadas para la salud como por ejemplo:
      • Cardiograph de Macropinch: Aplicación que mide el ritmo de nuestras pulsaciones utilizando dispositivos con sensores de ritmo cardiaco.
      • Runtastic Sleep Better: Con esta aplicación para gestionar tus horas de sueño podrás optimizarlas. Registra la calidad de tu sueño, monitoriza tus sueños, mejora tus hábitos a la hora de ir a dormir y despertar mejor cada mañana. Podrás tomar notas de cómo evoluciona tu rutina del sueño para saber cómo respondes ante la cantidad de descanso que dedicas cada día.
      • Time to quit smoke: Fumar es uno de los hábitos que más afectan a tu salud. De nada sirve tener una alimentación impecable y ser deportista habitual. Si fumas eso te perjudicará. Esta app de salud te ayudará a dejar progresivamente este mal hábito.
      • Gear 2: Es una aplicación de Samsung que sirve para controlar nuestra alimentación y además planifica entrenamientos.
    • Siguiendo esta filosofía el segundo dispositivo analizado es Huawei [6] .Este dispositivo se diferencia con el anterior en la cantidad de sensores que tiene almacenado. En este caso el propio dispositivo ya incorpora sensores cardíacos o G.P.S.

      La funcionalidad de los sensores es muy importante porque por ejemplo puede medir el ritmo cardiaco en un entrenamiento, almacenar un histórico de pulsaciones, detectar posibles anomalías o avisar en caso de emergencia a las personas de contacto más cercanas que queramos.

      La funcionalidad de GPS también es muy importante para las personas con alzheimer. Aparte de las aplicaciones cómo GEAR 2 que lo utilizan para medir el rendimiento de los entrenamientos físicos o aplicación como el Google Maps para indicarnos la ruta que debemos utilizar, otra finalidad puede ser localizar personas perdidas. Por ejemplo, si un familiar con pérdidas de memoria habituales quiere mantener cierta independencia, con un Smartwatch puede ir a la compra o al médico sin miedo a perderse. ¿Como funcionaria? Cuando el usuario se aleja cierta distancia de una zona delimitada simplemente avisa a las personas o autoridades competentes de su posición actual para que fueran a buscarlo de inmediato.

  • Buscad información sobre pervasive computing y explicar muy brevemente (5 líneas) la idea que hay detrás de este concepto.

    Pervasive Computing (Computación Ubicua en castellano) lo podemos entender como la integración de la informática con el entorno de la persona, o sea, una incorporación de microprocesadores en los objetos que las personas utilizan habitualmente para que puedan comunicar información e interpretarla. Entre las tecnologías utilizadas se encuentran los computadores que se pueden poner (como ropa, wearable), casas y edificios inteligentes.

3. Redes personales inalámbricas (WPAN)

    El grupo de trabajo IEEE 802.15 define los estándares referentes a las WPAN. Id al recurso web e indicad 3 grupos de trabajo en activo. Adicionalmente enumerar las tecnologías más utilizadas de WPAN y describir de tres de ellas un ejemplo de aplicación. (muy brevemente).

    Entro los trabajos que nos encontramos IEEE 802.15 nos encontramos con los siguientes grupos:
    • Grupo de trabajo 8: Se definen los mecanismos PHY y MAC para Wireless Personal Area Networks (WPAN). PAC está optimizado para infraestructuras de comunicaciones peer to peer totalmente distribuidos.
    • Grupo de trabajo 10: Este grupo trabaja en la generación de una práctica recomendada para el encaminamiento de paquetes en el cambio de dinámica 802.15.4 redes inalámbricas.
    • Grupo de trabajo 7: Este grupo trabaja para adaptar a las longitudes de onda ultravioletas, e infrarrojos y la luz visible a las tecnologías que existen ahora en el mercado y añade opciones como comunicaciones de cámara óptica, LED-ID y LiFi.
    Las tecnologías más utilizadas de WPAN son:
    • Bluetooth: conexión entre el dispositivo móvil y el automóvil
    • Zigbee: domótica, como por ejemplo el control de ventanas.
    • Infrarrojos: los infrarrojos como por ejemplo para realizar comunicaciones entre dispositivos.
    Buscad información sobre sistemas RFID basados en tecnología ISM y otros basados en tecnología UHF. Indicad una diferencia entre los dos sistemas. (Extensión máxima: media página)

    RFID (siglas de Radio Frequency IDentification, en español identificación por radiofrecuencia) es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas, transpondedores o tags RFID. El propósito fundamental de esta tecnología es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio.

    RFID utilizan las banda de frecuencias de uso libre ISM (“Industrial, Scientific and Medical”) para UHF, como ocurre con otras tecnologías (WiFi, Bluetooth). Sin embargo, existe un problema de compatibilidad a nivel mundial, ya que todos los países pueden establecer sus propias reglas para la asignación de frecuencias para las etiquetas RFID, es decir, una tecnología RFID en España no tiene porque funcionar en Australia . La unificación internacional de las frecuencias a utilizar o el desarrollo de lectores y etiquetas “multibanda” será necesario para que la tecnología se pueda utilizar en todo el mundo sin problemas de compatibilidad.

    Es cierto que las bandas UHF (que están designadas para radiofrecuencias con un rango de entre 300 MHz y 3 GHz)está mucho más estandarizadas y por lo tanto no tienen tantos problemas como el resto incluidas en las frecuencias ISM. Su uso son, por ejemplo, para la radiodifusión de televisión, los teléfonos celulares, la comunicación por satélite y servicios de radio personales muy extendidos.

4. Comunicaciones inalámbricas

    Seleccionado un tipo de comunicación inalámbrica para cada tipo de aplicación. Explicar brevemente vuestras respuestas.

    Aplicaciones:
    • Convertir el móvil en una tableta gráfica.
    • Bluetooth. Un diseñador gráfico que utilice el móvil como tableta gráfica tiene que estar cerca de la pantalla mientras la utiliza, es decir que la distancia será mínima entre los dos objetos ( 1m). Este hecho potenciar que la tecnología sea más orientada a la portabilidad entre dispositivos que no en la propia distancia. También el coste y el consumo nos permite optar como sistema más útil.
    • Sistema de pago desde el móvil para sustituir el pago con tarjeta de crédito en un comercio físico.
    • NFC. La conexión se realizará a menos de 20 cm de distancia y la tecnología que utilicemos tiene que ser compatible con el método de pago como con el dispositivo que utilizamos (actualmente los nuevos móviles vienen incorporados con esta tecnología).
    • Aplicación para indicar la posición (latitud, longitud), en una área sin cobertura 3G ni 4G.
    • Comunicación vía satélite con el sistema de posicionamiento global (GPS). Este sistema es un sistema que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto (una persona, un vehículo) con una precisión de hasta centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión
    • Sistema de chat de texto.

      Una tecnología WWAN que permita la conexión de redes y usuarios distantes a nuestra aplicación de chat. Más exactamente un sistema de 1 generación no creo que fallara ya que el texto realmente no ocupa un gran volumen de espacio.
    • Sistema de videoconferencia

      Una tecnología WWAN que permita la conexión de redes y usuarios distantes a nuestra aplicación de chat. Más exactamente un sistema de 3 generación ya que de esta forma una mayor cantidad de dispositivos podrían acceder al sistema con una velocidad bastante adecuada.
    • Conectar un SmartWatch con el móvil
    • Bluetooth. Un diseñador gráfico que utilice el móvil como tableta gráfica tiene que estar cerca de la pantalla mientras la utiliza, es decir que la distancia será mínima entre los dos objetos ( 1m). Este hecho potenciar que la tecnología sea más orientada a la portabilidad entre dispositivos que no en la propia distancia. También el coste y el consumo nos permite optar como sistema más útil.

    Leed el siguiente artículo sobre VLC (Visible Light Communications) enlace y describa brevemente (máximo 5 líneas) de qué manera se podría conseguir geoposicionar en espacios indoor con esta tecnología

    VLC (Visible light communication) es un medio de comunicación de datos que utiliza la luz visible entre 400 y 800 THz (desde 780 hasta 375 nm). Este conjunto de tecnologías se está convirtiendo en la mejor herramienta para posicionamiento de interiores.

    Para realizar esta función una tecnología VLC necesita ser implementada con un algoritmo que interprete las imágenes generadas por el sistema y por supuesto un sistema de iluminación de referencia (por ejemplo un LED (LED, light-emitting diode)) como vía de comunicación. VLC puede ser utilizado en edificios, metro e incluso en los hospitales donde se prohíbe la frecuencia de radio. En comparación con los dispositivos de iluminación convencionales, tales como lámparas incandescentes y fluorescentes, LED es más ventajosa teniendo en cuenta la esperanza de vida larga, alta tolerancia a los riesgos ambientales y de bajo voltaje de operación, bajo consumo de energía y la iluminación nominal de disipación de calor.

5. Dispositivos móviles

  • Una de las características más importantes de un dispositivo móvil es la ROM. Explicar brevemente cuál es su función principal y buscad información sobre cómo actualizar la ROM en un dispositivo Android.

    La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite solo la lectura de la información y no su escritura, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía. Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rápida o fácil.

    Por supuesto la Rom es la que tendrá almacenada nuestro sistema operativo Android y, por lo tanto, no tendremos que almacenar o modificar sus contenidos.

    Para actualizar un sistema Android su ROM existen dos métodos diferentes:
    • Mediante actualizaciones automáticas que proporciona Google para los dispositivos. Simplemente lanza un mensaje a los usuarios advirtiéndole de la existencia de una actualización del sistema operativo para ser instalada y que cuando se reinicie el movil se llevara a cabo.
    • Otra opción es simplemente instalar una nueva. Para ello tenemos que tener el dispositivo en modo root, realzar un backups e instalar la nueva Rom.
    • Con nuestra ROM descargada la instalación se hace a través del recovery o directamente desde el ROM Manager. Es bastante sencillo y siempre hay que decirle que haga un wipe completo y que limpie la Dalvik Cache.
  • Indicad los principales tipos de baterías existentes para dispositivos móviles. Por otro lado, existen dispositivos comerciales que incorporan sistemas de carga (de la batería) de manera inalámbrica. Indicad algún dispositivo que ofrezca esta funcionalidad y describid brevemente su funcionamiento (Extensión máxima: media página).

    Una batería es un recipiente de químicos que transmite electrones y que tiene dos polos, uno positivo y otro negativo.Las baterías que hoy en día se utilizan para dispositivos médicos son:
    • Baterías de litio: son las más recientes en el mercado de los teléfonos móviles y las únicas que se utilizan actualmente.
    • Baterías de Ni-MH: la inusual tecnología de las Ni-MH permite el almacenado de mucha más energía. Típicamente, consigue almacenar alrededor del 30% más de energía que una Ni-Cd de igual tamaño. Actualmente han caído en desuso.
    • Baterías de Ni-Cd: estas baterías están en total desuso. Estas baterías pierden tiempo de duración a medida que se van cargando.

Bibliografía