06
RIU
Palmas v. 4, n. 6
mar. / set. de 2011
RIU
Diretoria da Faculdade Católica do Tocantins
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Diretora Geral
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Vice-diretora de Ensino, Pesquisa e Extensão
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Vice-Diretor de Planejamento e Desenvolvimento
Revista Integralização Universitária - RIU
É um periódico semestral com publicação da Faculdade Católica do
Tocantins. Tem como proposta de ser de um canal de divulgação de
trabalhos científicos de docentes, discentes e pesquisadores. A
Revista recebe colaborações científicas da comunidade externa,
pois não pretende ser um canal exclusivo da instituição que
representa.
Editora: Prof.º MsC. Claudemir Andreaci
Correção Linguística: Prof. MsC. Carlos Henrique Lopes de
Almeida
Capa e Diagramação: Fábio Cabral Santos
Impressão e Acabamento: Gráfica Santo Expedito
Tiragem: 60 exemplares impressos
Conselho Editorial
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Claudemir Andreacci
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José Lopes Soares Neto
Osnilson Rodrigues Silva
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Comitê Editorial
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Igor Yepes - Faculdade Católica do Tocantins
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As opiniões emitidas nos artigos assinados são de total responsabilidade dos respectivos autores.
Todos os direitos de reprodução, tradução e adaptação reservados.
R454 Revista integralização universitária/Faculdade Católica do Tocantins. v. 4, n. 6
(mar.2011/set.2011) ._ Palmas-To: Faculdade Católica do Tocantins, 2011.
Semestral
ISSN 1982-9280
1. Pesquisa científica - Periódico 2. Produção científica - Periódico 3.
Ciência e conhecimento - Periódico I. Católica do Tocantins
CDU 001(05)
Ficha Catalográfica elaborada pela Bibliotecária da Católica do Tocantins
Maria Paixão Souza-CRB-2 / 720
Publicação da Faculdade Católica do Tocantins
Palmas – v.1, n.6 – Abril - 2011/Setembro - 2011
SUMÁRIO
CIÊNCIAS AGRÁRIAS
• Efeito da ação do homem na fertilidade dos solos da região de Palmas - TO .............. 3
Paulo Alberto M. Cirilo, César Augusto Costa Nascimento, Dr. Cid Tacaoca Muraishi e Thiago Magalhães de
Lazari
GESTÃO
• Avaliação econômica de Sistemas Agroflorestais implantados em reserva legal no
assentamento Mariana – Palmas - TO .......................................................... 10
Rodrigo da Silva Bitencourt, Jesiel da Silva, Mayco Duarte, Thayane Gomes, César Augusto Costa Nascimento e
Dr. Cid Tacaoca Muraishi
TECNOLOGIA
• HTML5 como Ferramenta para o Desenvolvimento de Jogos Interativos Web ....... 16
Castro H. C. Souza, Jader L. Nascimento e Alex Coelho
• Recomendações para a Realização de Simulações de Rede WLAN Usando NS-2 ........ 22
Jean Nunes Araújo e Claudio de Castro Monteiro
• Utilizando Cenários Virtuais para a Simulação de Ambientes Domésticos Controlados
por Celular .......................................................................................33
Silvano Maneck Malfatti, Igor Yepes e Gabriel Lacerda dos Santos
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
1
2
APRESENTAÇÃO
A Revista Integralização Universitária – RIU é um mecanismo de publicação da Faculdade
Católica do Tocantins, que tem por premissa a socialização de trabalhos dos professores, dos
alunos e dos pesquisadores. Este é o Volume 3, Número 6. A partir desse exemplar, a revista é
apresentada por meio eletrônico, com acesso na página http://riu.catolica-to.edu.br.
Como veículo de divulgação de estudos e pesquisas nas áreas de Ciências Sociais Aplicadas,
Ciências Agrárias e Ciências Exatas e da Terra a RIU deverá ter três tipos básicos de leitores –
professores pesquisadores, acadêmicos e outras pessoas interessadas em ciência.
Com referência a assuntos técnicos, os artigos deveram cobrir todas as áreas - sem enfatizar
nenhuma delas preferencialmente.
Considerando todos esses cenários e fatos, cremos que a circulação de mais um meio de
divulgação seja benéfico não apenas à nossa Instituição como também as demais IES de todo o
país, pois a RIU estará aberta a colaborações das demais IES brasileiras que queiram cooperar
para o desenvolvimento de ciência, da técnica e do ensino.
Neste número apresentamos publicações nas áreas de: Ciências Agrárias, Gestão e Tecnologia.
Na área de Ciências Agrárias discute-se o efeito da ação do homem na fertilidade dos solos da
região norte de Palmas – TO; na área de Gestão avalia-se economicamente sistemas
agroflorestais implantados em reserva legal no assentamento Mariana; na área de Tecnologia é
apresentada a ferramenta HTML5 para desenvolvimento de jogos interativos web,
recomendações para a realização de simulações de rede WLAN usando NS-2 e a utilização de
cenários virtuais para a simulação de ambientes domésticos controlados por celular.
Os trabalhos são recebidos por fluxo contínuo no e-mail [email protected] . Mais
informações no site: http://riu.catolica-to.edu.br.
Boa leitura!
Prof. Claudemir Andreaci
Editor
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
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CIÊNCIAS AGRÁRIAS
Efeito da ação do homem na fertilidade dos solos da região de Palmas - TO
11
Paulo Alberto M. Cirilo
César Augusto Costa Nascimento21
2
Dr. Cid Tacaoca Muraishi
Thiago Magalhães de Lazari4
Resumo: Com a expansão de novas fronteiras agrícolas visando à criação de gado,
estimula comumentemente a prática de
queimadas ilegais. Esta prática, associada
ao fato de que 78% dos solos do Cerrado
são ácidos e de baixa fertilidade natural,
vêm provocando o depauperamento dos
solos. Os efeitos dos impactos antrópicos
vêm se agravando de forma preocupante,
provocando algumas vezes, mudanças
bruscas no clima da regiões. Este trabalho
teve como objetivo comparar a fertilidade
dos solos da Faculdade Católica do Tocantins - Campus de Ciências Agrárias e Ambientais, com áreas de pastagens degradas, áreas cultivadas e com vegetações
nativas. A metodologia utilizada seguiu a
linha exploratória, descritiva e bibliográfica. Para os dados secundários foram
realizados trabalhos de campo através de
coleta de materiais e análises laboratoriais. Ao comparar valores de pH encontrados nas áreas degradadas e cultivadas,
verificou-se elevados teores de acidez e
baixos teores de fósforo. Quanto às
avaliações com potássio, observou-se que
as áreas cultivadas com pastagem e
aquelas cujas vegetações se encontravam
conservadas obtiveram valores elevados
em função da ciclagem de nutrientes
realizado pelas gramíneas. Quanto as análises de cálcio, magnésio e alumínio livre,
os menores teores foram encon-trados nas
áreas cultivadas com pastagem, fator
decorrente da depauperação em função do
superpastejo e manejo inadequado da
distribuição de nutrientes. Os percentuais
de matéria orgânica também foram avaliados, sendo os níveis mais elevados encontrados nas áreas com vegetações
remanescentes. Concluiu-se com este tra-
Revista Integralização Universitária
balho que a ação do homem afeta diretamente a fertilidade dos solos podendo
melhorar quando realizado adequadamente e piorando quando se faz as queimadas
indiscriminadas.
Palavras-chave: Análise química, textura, APP, pastagem degradada, área cultivada.
Abstract: With the expansion of new
agricultural frontiers in order to create
cattle, commonly promotes the practice of
illegal burning. This practice, coupled
with the fact that 78% of the Cerrado soils
are acidic and low fertility, have led to the
depletion of soils. The effect of human
impacts has been worsening alarmingly,
causing sometimes sudden changes in the
climate of regions. This study aimed to
compare the fertility of soils from Católica
do Tocantins - Campus de Ciências Agrárias e Ambientais, with areas of degraded
pastures, cultivated areas and native vegetation. The methodology followed the line
exploratory, descriptive and bibliographical. For the secondary data were
conducted field work by collecting materials and laboratory analysis. When comparing pH values found in degraded and
cultivated, there was high levels of acidity
and low phosphorus. As for evaluations
with potassium, it was observed that the
areas sown to pasture and those whose
vegetations were kept high values obtained according to the cycling of nutrients
carried by grasses. As the analysis of
calcium, magnesium and aluminum free,
the lowest levels were found in cultivated
areas of pasture, due to the depletion
factor as a function of overcrowding and
inadequate management of the distribution of nutrients. The percentage of
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
1
Graduando do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental
da Faculdade Católica do Tocantins – Campus de Ciências
Agrárias e Ambientais.
2
Professor - orientador da Faculdade Católica do Tocantins – Centro de Ciências
Agrárias e Ambientais: cid@
catolica-to.edu.br (Autor
para correspondência)
4
Professor de Agronomia da
Faculdade Católica do Tocantins: [email protected] .
4
organic matter were also evaluated, with
the highest levels found in areas with
vegetation remnants. It concluded with
this work that the man's action directly
affects the fertility of the soil may improve
when performed properly and getting
worse when you make the indiscriminate
burning.
Key words: Chemical analysis, texture,
APP, degraded pasture, cultivated area.
1. Introdução
Em termos gerais, a intensa mobilização
dos solos tropicais traz como conseqüência sua desagregação superficial, sujeita à
formação de uma fina crosta resultante da
dispersão das partí-culas do solo, e ainda
outra camada sub-superficial compactada,
resultante tanto da pressão exercida pelo
peso dos implementos agrícolas como
pela ação direta dos pneus (CASTRO et
al., 1987). No cerrado, como nas demais
regiões tro-picais, a mineralização da
matéria orgâ-nica chega a ser cinco vezes
mais rápida do que aquela observada em
regiões tem-peradas (DERPSCH, 1997).
O cerrado com 1,8 milhões de km2,
representada pelas regiões do Brasil Central e Centro Oeste, é hoje responsável
pela produção de 35% de grãos do país
(soja e milho) e com uma pecuária em
franca evolução. Os solos desta região são
predominantemente latossolos, cerca de
85% da área, de baixa fertilidade (DEMATTÊ & DEMATTÊ, 1993).
O uso intenso das terras exploradas
com culturas perenes ressalta a necessidade de se manter uma exploração
racional, a fim de preservar o potencial
produtivo dos solos; assim, o conhecimento das propriedades químicas e
físicas do solo é uma ferramenta fundamental para direcionar práticas que
reduzam o depauperamento a níveis toleráveis (THEODORO, 1999).
Em virtude do avanço da fronteira
agrícola na Região Amazônica, a floresta,
como ecossistema em equilíbrio, vem sofrendo grandes alterações em sua estrutura
natural, agravada por oscilações climáticas relacionadas com “El Niño”. Este
avanço torna-se ainda mais preocupante,
tendo em vista que 78 % dos solos da
região são ácidos e de baixa fertilidade
natural, o que limita o uso contínuo na
agricultura (SANCHEZ, 1976) citado por
(MELO, et al., 2006). De acordo com
Fernandes e Muraoka (2002) Solos ácidos
e com alta saturação por Al, apresentam
problemas na solubilidade de seus compostos, principalmente nutrientes, sendo
que, no caso do P, com o abaixamento do
pH ocorre diminuição em sua disponibilidade para as plantas.
O fósforo (P) é o nutriente mais
limitante da produtividade de biomassa
em solos tropicais. Os solos brasileiros
são carentes de P, em conseqüência do
material de origem e da forte interação do
P com o solo, A aplicação de P em doses
elevadas em solos intemperizados é justificada pela intensa fixação desse elemento, ocasionando baixo conteúdo de P
disponível (RAIJ, 1991).
O fósforo (P) é amplamente distribuído na natureza, sendo encontrado em
todas as células, o que significa que todas
as fontes alimentares (vegetais ou animais) são potenciais fontes de fósforo. É
encontrado também em bebidas car-bonatadas na forma de fosfato. Assim, pode-se
considerar rara sua deficiência primária
(BOUR et al., 1976).
O K é o cátion mais abundante nos
tecidos vegetais, sendo absorvido da solução do solo em grandes quantidades pelas
raízes na forma do íon K+. Este nutriente,
porém, não faz parte de nenhuma estrutura
ou molécula orgânica, sendo encontrado
como cátion livre ou adsorvido, o que o
torna facilmente trocável das células ou
dos tecidos, com alta mobilidade intracelular. As necessidades de K para o ótimo
crescimento das plantas situam-se na faixa
de 20–50 g kg-1 da massa das partes vegetativas secas da planta, das frutas e dos
tubérculos, entretanto as plantas têm a capacidade de absorver quantidade de K
superior à sua necessidade, o que comumente é denominado consumo de luxo de
K (MEURER, 2006).
O aumento da temperatura do solo
com o uso do fogo pode provocar a oxidação da matéria orgânica, concentrando
os teores de P ligados a Al, Fe e Ca e diminuindo os teores de P de compostos orgânicos, além de reduzir os teores de Ca, K e
Mg na solução do solo pela lixiviação
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(FASSBENDER & BORNEMISZA, 1987).
A desestruturação do solo, a compactação e a redução nos teores de
matéria-orgânica são considerados os
principais indutores da degradação dos
solos agrícolas. Tal degradação, com todas as suas implicações e nefastas conseqüências, tem resultado no desafio de
viabilizar sistemas de produção que
possibilitem maior eficiência energética e
conservação ambiental, criando-se novos
paradigmas tecnológicos baseados na
sustentabilida-de. Nas atuais metodologias de manejo sustentável para os sistemas agrícolas pro-dutivos, a fertilidade do
solo assume uma abran-gência maior que
a habitual, expres-sada apenas nos parâmetros de acidez, disponibilidade de
nutrientes e teor de ma-téria orgânica. Os
parâmetros físicos, co-mo armazenamento e conservação de á-gua, armazenamento e difusão do calor e permeabilidade ao ar e à água, passam a ter relevância na avaliação da fertilidade do
solo (DENARDIN & KOCHHANM,
1993).
A agricultura tem passado por transformações tecnológicas significativas em
função da necessidade de conciliar o manejo conservacionista do solo com a busca
constante da redução dos custos de produção. Dessa forma, o sistema plantio direto
intensificou-se no Brasil, particularmente
na região dos cerrados. Dos dez milhões
de hectares atualmente ocupados por
culturas anuais nos cerrados, aproximadamente dois milhões estão sob plantio direto, dados significativos para um período
de apenas 16 anos (RESCK, 1998).
O Plantio direto tem-se mostrado
muito mais que um método de conservação do solo e vem contribuindo para a
sustentabilidade da agricultura, mantendo
altas produções, sem danificar o solo e o
meio ambiente (AMARAL, 2001). Entre
as culturas anuais, a soja destaca-se no
plantio direto, principalmente na rotação
com pastagens e outras forrageiras, revolucionando a produção agropecuária (SATURNINO, 2001).
Em 2007/08, o Brasil figurou como
o segundo produtor mundial de soja,
responsável por 64,3 das 220,8 milhões de
Revista Integralização Universitária
toneladas produzidas em nível global, ou
seja, 29,1 % da safra mundial (DEPARTAMENTO DE AGRICULTURA DOS ESTADOS UNIDOS, 2008).
O experimento teve como objetivo
comparar a fertilidade dos solos da Faculdade Católica do Tocantins, Campus de
Ciências Agrárias, comparando áreas de
pastagens degradas, áreas cultivadas e vegetação nativa.
2. Metodologia
2.1. LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL
As amostras foram coletadas na área
da Faculdade Católica do Tocantins, Campus de Ciências Agrárias em Palmas – TO,
com coordenadas geográficas 48°16'34”
W e 10°32'45” S e altitude de 230 m.
Segundo a classificação internacional de
Köppen, o clima da região é do tipo
C2wA'a'- Clima úmido subúmido com
pequena deficiência hídrica, no inverno,
evapotranspiração potencial média anual
de 1.500 mm, distribuindo-se no verão em
torno de 420 mm ao longo dos três meses
consecutivos com temperatura mais
elevada, apresentando temperatura e
precipitação média anual de 27,5º C e
1600 mm respectivamente, e umidade
relativa média de 80 % (INSTITUTO
NACIONAL DE METEOROLOGIA INMET, 2009).
O solo da área em estudo foi
previamente classificado como
Associação de LATOSSOLO VEMELHO-AMARELO concessionário ou não
textura média e argilosa relevo suave
ondulado + SOLOS CONCRECIONÁRIOS INDISCRIMINADOS Tb textura
indiscriminada relevo suave ondulado e
ondulado ambos DISTRÓFICOS (EMBRAPA, 1999).
2.2. HISTÓRICO DA ÁREA
As amostras de solo foram coletadas
no mês de maio, nas áreas experimentais
aleatoriamente. Na área cultivada, foi
semeado na safra 2007/08 a cultura do
milho, de forma convencional, utilizandose grade, nas áreas de pastagens, encontra-
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capoeira foram superiores em mais de 100
%, quando comparadas às quantidades de
K em leguminosas utilizadas na revegetação. Os autores destacam que tal fato
se deve à baixa eficiência dos solos da área
em reter este nutriente, devido à perda de
matéria orgânica e argila em razão do
processo erosivo, que contribui para o
aumento das perdas de K por lixiviação,
devido a sua alta mobilidade.
vou-se que os solos analisados possuem
características texturais voltadas para
arenoso. Para as áreas cultivadas com pastagem, as características demonstram o
solo levemente argiloso, possuindo maior
capacidade de retenção de nutrientes e
umidade.
Gráfico 05 – Valores de Matéria Orgânica para as
áreas estudadas – Palmas - 2009.
Gráfico 03 – Valores de cálcio, magnésio e
alumínio para as áreas estudadas – Palmas –
2009.
Em relação aos teores de cálcio,
magnésio e alumínio, observa-se que para
os teores de cálcio, a área de pastagem
degradada, possui os piores teores, se
diferenciando da área cultivada e de APP,
uma vez que a área cultivada foi corrigida
com calcário calcítico, importante fonte
de cálcio para as culturas, refletindo
também nos teores de alumínio, o qual foi
neutralizado. Nas áreas de pastagens,
estando estas em estado de degradação,
ocorre uma maior concentração de alumínio e conseqüentemente uma maior
acidez da área. As áreas de APP, encontrase próximo ao ideal quanto aos teores de
cálcio, teores estes entre 2,0 e 5,0
cmolc.dm3, e valores próximos a zero de
alumínio.
Gráfico 04 – Valores de textura para as áreas
estudadas – Palmas - 2009.
De acordo com o gráfico 04, obser-
Em relação aos teores de matéria
orgânica, observa-se que os teores para as
áreas, onde já ocorreram previa
mecanização se encontra abaixo dos
teores ideais, 10 g.kg-1, e na área de
preservação permanente, mesmo sendo
uma área não muito fechada, com
presença de vegetação abundante, possui
um teor propício em relação as demais
áreas. A matéria orgânica promove efeitos
benéficos na adsorção de materiais
orgânicos e água no solo, disponibilizando
aos poucos macro e micronutrientes para
os elementos presentes no solo.
Os teores de matéria orgânica nas
pastagens geralmente são baixo devido
principalmente a ação do fogo, uma vez
que o estado do Tocantins, possui um
costume muito antigo de queimar as
pastagens na época da seca, com isso faz
com que a matéria orgânica queime e
mineralize, disponibilizando rapidamente
os nutrientes para as plantas.
O fogo representa o meio mais
rápido e econômico de que o colono
dispõe para limpar e “fertilizar” a área de
cultivo. Sob a ação da queima, de ventos e
chuvas, movimento de partículas, lixiviação e escoamento superficial, o solo
desprotegido perde nutrientes contidos
nas cinzas. Considerando a alta pluviosidade da região amazônica, o efeito da
perda anual de nutrientes intensifica-se,
dado que mesmo uma pequena inclinação
do terreno promove incremento da erosão
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
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se degradada, com pastagens de capim
Andropogon, pastagens estas com mais de
cinco (5) anos, nas áreas de APP, encontrase protegidas, em estagio de regeneração.
2.3. FORMA DE COLETA
O material para análise foram coletadas na área do Campus de Ciências
Agrárias, onde realizamos a coleta de 20
amostras simples em toda a área que após
serem juntadas formaram uma amostra
composta.
As amostras foram coletadas na
camada de 0 - 0,20m com um auxílio de
um enxadão e um balde afim de melhor
homogeneizar as amostras.
2.4. AVALIAÇÕES
2.4.1. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS E FÍSICAS DOS SOLOS
As características químicas dos
solos serão analisadas no Laboratório de
Solos da Faculdade Católica do Tocantins,
de acordo com a metodologia da (EMBRAPA, 1998)
Gráfico 01 – Valores de pH para as áreas
estudadas – Palmas – 2009.
A deficiência de fósforo (P) nos solos brasileiros é generalizada. Como conseqüência, a produtividade das pastagens
é baixa, assim como são baixos os índices
zootécnicos dos animais. Nesta situação a
adubação fosfatada é considerada de vital
importância, principalmente na fase de
estabelecimento de pastagem.
Na área cultivada, os teores de
fósforo, estão próximos ao ideal que seria
na faixa de 10 a 20 mg dm3 (Comissão de
Fertilidade de solos de Goiás, 1988), no
entanto, as demais áreas encontram-se
abaixo do necessário, demonstrando assim a deficiência de fósforo nos solos do
cerrado.
3. Forma de análize dos resultados
Os dados foram analisados por meio
de gráficos, conforme a seguir.
4. Resultado e discussões
De acordo com o gráfico 01, observamos que, quando comparamos os
valores de pH, das áreas em estudo do
campus de ciências agrárias com as áreas
que já foram previamente cultivadas e as
áreas de pastagens degradadas, todas se
encontram com elevados teores de acidez.
A área definida como Área de preservação
permanente (APP) também se encontra
com elevados níveis de acidez, entretanto
relativamente abaixo dos índices encontrados nas demais áreas.
Revista Integralização Universitária
Gráfico 02 – Valores de fósforo e potássio para
as áreas estudadas – Palmas – 2009.
Os teores de potássio, na área
cultivada encontra-se abaixo do aceitável,
50 mg dm-1, estando somente as áreas de
pastagens e de APP, os teores ideais.
Espíndola et al. (2006) observaram maior
acúmulo de K nas gramíneas, sendo a
decomposição dos resíduos e a liberação
do K mais lentas na estação seca.
Costa et al. (2004) avaliaram o
aporte deste material em uma área
degradada e revegetada com leguminosas
arbóreas, e observaram que as concentrações de K nas folhas e nos galhos da
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(SAMPAIO et al. 2003).
5- Conclusões
ŸO valor do pH sofreu variações,
onde a Área de Preservação Permanente APP e as áreas cultivadas estão melho-res
corrigidas;
ŸO teores de fósforo encontram-se
baixos, destacando-se a área previamente
cultivada. Para os teores de potássio, a
pastagem se destacou devido a ciclagem
das gramíneas, seguido da Área de Preservação Permanente – APP;
ŸPara os teores de cálcio, magnésio
e alumínio a área de pastagem se diferenciou, principalmente por estar mais degradada e não possuir a capacidade de ciclar o
nutriente.
ŸQuanto a textura e teor de matéria
orgânica, os solos estão classificados como arenosos e somente a área de APP
encontra-se estabilizada em relação aos
teores de matéria orgânica no solo.
6. Referencias
AMARAL, M. Plantio direto evolui no Brasil.
Informe Agropecuário, v.22, p.3, 2001.
BOUR, N. J. S.; SOULLIER, B. A.;
ZEMEL, M. B. Phosphate transport into
brush-border membrane vesicles isolated from
rat small intestine. Biochem. Journal., v. 160, p.
467-474, 1976.
CASTRO, O.M. de; VIEIRA, S.R.;
MARIA, I.C. Sistemas de preparo do solo e
disponibilidade de água. In: SIMPÓSIO SOBRE
O MANEJO DE ÁGUA NA AGRICULTURA,
Campinas, 1987. Anais... Campinas : Fundação
Cargill, 1987. p.27-51.
COMISSÃO DE FERTILIDADE SE
SOLOS DE GOIÁS. Goiânia – GO.
Recomendações de corretivos e fertili-zantes
para Goiás. 5ª aproximação. Goiânia –
UFG/EMGOPA, 1988. 101p.
Comparações entre as propriedades quí-micas de
solos das regiões da floresta amazônica e do
cerrado do Brasil Central. Scientia agrícola
(Piracicaba, Braz.) 1993, vol. 50, no. 2, pp. 272286.
DENARDIN, J.E.; KOCHHANN, R.A.
Requisitos para a implantação e manutenção do sistema plantio direto. In:
EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de
Trigo. Plantio direto no Brasil. Passo Fundo :
Aldeia Norte, 1993. p.19-27.
Departamento de Agricultura dos Estados
Unidos (USDA) Oferta e demanda de soja, O
Estado de São Paulo, São Paulo, 14 jan. 2008.
Suplemento Agrícola, Caderno G4.
DERPSCH, R. Agricultura sus-tentável.
In: SATURNINO, H.M.; LANDERS, J.N. (Ed.) O
meio ambiente e o plantio direto. Brasília :
EMBRAPA, SPI, 1997b. p.29-48.
EMPRESA BRASILEIRA DE
PESQUISA AGROPECUÁRIA, Análise
químicas para avaliação da fertilidade do solo,
1998, 40p.
ESPINDOLA, J.A.A.; GUERRA, J.G.M.;
ALMEIDA, D.L.; TEIXEIRA, M.G. &
URQUIAGA, S. Decomposição e liberação de
nutrientes acumulados em legu-mino-sas
herbáceas perenes consorciadas com bana-neiras.
Revista Brasileira de Ciências do So-lo, 30:321328, 2006.
F E R N A N D E S , C . ; M U R A O K A . T.
Absorção de fósforo por híbridos de milho cultivados em solo de cerrado. Scientia. agrícola.
(Pira-cicaba, Braz.) . 2002, vol.59, n.4, pp. 781787 .
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA – INMET- Dados mete-rológicos, disponível na internet:
http://www.inmet.gov.br/ acesso dia 6 de Maio de
2009.
C O S TA , G . S . ; F R A N C O , A . A . ;
DAMASCENO, R.N.; ARIA, S.M. Aporte
MELO, V. F. et al. Caracterização física, química
e mineralógica de solos da colônia agrí-cola do
Apiaú (Roraima, Amazônia), sob dife-rentes usos
e após queima. Revista Brasileira de Ciências do
Solo . 2006, vol.30, n.6, pp. 1039-105
de nutrientes pela serrapilheira em uma área degradada e revegetada com leguminosas arbóreas. Revista Brasileira de Ciências do Solo, 28:919-927,
2004.
MEURER, E.J. Potássio. In: FER-NANDES,
M.S. Nutrição mineral de plan-tas. Viçosa, MG,
Universidade Federal de Viçosa, 2006. p.281-298.
DEMATTE, J.L.I; DEMATTE, J.A.M.
RAIJ, B. van. Fertilidade do solo e adu-bação.
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
9
Piracicaba: Ceres; Potafos, 1991. 343p.
RESCK, D.V.S. Plantio direto desafios para os
cerrados. In: REUNIÃO BRASILEIRA DE FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE
PLANTAS, 23., Caxambú, 1998. Resumos.
Lavras: UFLA; SBCS; SBM, 1998. p.32-33.
SATURNINO, H.M. Evolução do plan-tio
direto e as perspectivas nos cerrados. Informe
Agropecuário, v.22, p.5-12, 2001.
SAMPAIO, F. A. R.; FONTES, L. E. F.;
COSTA, L. M.; UCKSCH, I.. Balanço de nutrientes e da fitomassa em um Argissolo Amarelo sob
floresta tropical amazônica após a queima e cultivo
com arroz. Revista Brasileira de Ciências do
Solo. 2003, vol.27, n.6, pp. 1161-1170 .
THEODORO, V. C. A. Caracterização de
sistemas de produção de café orgânico, em
conversão e convencional. 1999. 214f. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) - Universidade
Federal de Lavras, Lavras, 1999.
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Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
10
GESTÃO
Avaliação econômica de Sistemas Agroflorestais implantados em reserva legal no
assentamento Mariana – Palmas - TO
1
Rodrigo da Silva Bitencourt
Jesiel da Silva1
Mayco Duarte1
1
Thayane Gomes
César Augusto Costa Nascimento1
2
Dr. Cid Tacaoca Muraishi
1
Graduando do Curso de Tecnologia em Gestão Ambiental
da Faculdade Católica do Tocantins – Campus de Ciências
Agrárias e Ambientais.
2
Professor - orientador da Faculdade Católica do Tocantins – Centro de Ciências
Agrárias e Ambientais:
[email protected]
(Autor para correspondência)
Resumo: O Código Florestal prevê que
propriedades rurais localizadas na Amazônia Legal cuja vegetação seja Cerrado
devem manter 35% de sua área com
cobertura vegetal arbórea. Assim, a
pesquisa se desenvolveu no assentamento
Mariana, Município de Palmas,
Tocantins, numa área de 6 ha de Reserva
Legal com o objetivo de avaliar a situação
econômica de um sistema agroflorestal
implantado para a recuperação de uma
área de reserva legal em um assentamento.. Três famílias foram responsáveis pela restauração da área, através de
módulos agroflorestais temporários. Dois
indicadores foram utilizados para
avaliação econômica da produção agrícola na área: Valor Presente Líquido
(VPL) com os valores, R$674,30,
R$563,64 e R$9137,35 e Relação
Benefício-Custo (RB/C) com os indicadores, R$1,95, R$1,02 e R$3,55,
respectivos entre as denominadas: família
1, família 2 e família 3. Os resultados
indicaram valores positivos em todas as
famílias analisadas sendo que apenas a
família 2 apresentou índice de menor
rentabilidade levando à conclusão de que
sistemas agroflorestais podem ser adotados na recuperação de áreas de reserva
legal em propriedades rurais.
Palavras-chave: Sustentabilidade, Agricultura Familiar, Economia.
Abstract: The Forest Code provides that
farms located in the Amazon, the vegetation is cerrado should keep 35% of its
area covered by vegetation. Thus, the
research has developed in the settlement
Marian, City of Palmas, Tocantins, in an
area of 6 ha of legal reserve in order to
assess the economic situation of an agroforestry system deployed to recover a
reserve area in a legal settlement. . Three
families were responsible for the restoration of the area, through agroforestry
temporary modules. Two indicators were
used for the economic evaluation of agricultural production in the area: Net
Present Value (NPV) with the values of R$
674.30 R$ 563.64 and R$ 9,137.35 and
Benefit-Cost (RB / C) with indicators , R$
1.95, R$ 1.02 and R$ 3.55, between the
respective called: family first, family second and family third. The results showed
positive values in all families analyzed
and only the second family had a ratio of
lower profitability leading to the conclusion that agroforestry systems can be
adopted for recovery of legal reserve areas
in rural properties.
Keywords: Sustainability, Family Agriculture, Economics.
1. Introdução
A legislação ambiental prevê que
todas as propriedades rurais devem
reservar parte de sua área com vegetal
natural, o que é chamado de Reserva Legal
(RL). A Reserva Legal tem importante
papel am-biental, contribuindo para
conservação da biodiversidade e a
manutenção do equi-líbrio ecológico. E
como essas áreas são plausíveis de uso,
desde que não se prati-que o
desmatamento também exercem função
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
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no fornecimento de bens econô-micos de
forma sustentável (CAMPOS et al.,
2002).
Ainda que sua importância
ambiental e seu potencial econômico sejam reconhecidos por vários setores da
socie-dade, a realidade é que existem
barreiras culturais, normativas, técnicas e
econômicas para que tais exigências legais sejam cumpridas pelos agricultores.
No caso de pequenos produtores familiares, esse problema tende a se agravar,
em razão da pouca disponibilidade de área
para o cultivo e sobrevivência da família
(RAMOS FILHO e FRANCISCO, 2004).
Nesse sentido, as combinações
agro-florestais podem representar uma
alter-nativa de agregação econômica à
recuperação florestal, levando à incorporação de árvores com potencial econômico em propriedades rurais. A integração entre espécies arbóreas e culturas
agrícolas não visa somente à produção,
mas também à melhoria na qualidade dos
recursos ambientais, graças às interações
ecológicas e econômicas que acontecem
nesse processo, uma vez que a presença de
árvores favorece a ciclagem de nutrientes,
confere proteção ao solo contra erosão e
melhora o micro clima local (VALLADARES-PÁDUA et al.,1997). Todavia,
para que os cultivos agrícolas e as árvores
possam se combinar de forma compatível,
garantindo a produção, deve apresentar
requerimentos nutricionais essencialmente diferentes e, ao mesmo tempo, características físicas e morfo-lógicas
distintas (ANDRADE, 2002).
Mitigar e, posteriormente,
reverter o processo de destruição do meio
ambiente implica, em adotar soluções
econômicas e práticas agrícolas que permitam aos produtores melhorar suas
condições de vida, ao mesmo tempo
preservar e/ou recuperar remanescentes
florestais. Para tal, os sistemas agroflorestais apresentam enorme potencial
como fonte de soluções alternativas para
os problemas enfrentados na agricultura
convencional, permitindo, principalmente
aos pequenos produtores, retornos econômicos e maior conservação dos
recursos naturais (MONTAGNINI, 1992;
DUBOIS et al., 1996).
Revista Integralização Universitária
Apesar de toda viabilidade econômica, os sistemas agroflorestais não são
adotados em larga escala no Brasil. Em
geral, são praticados pelos pequenos produtores em áreas marginais da propriedade ou em terrenos já degradados (AND R A D E , 2 0 0 2 ) . Ta m b é m e s s a s
comunidades têm dificuldade para compreender os complexos mecanismos e
benefícios biológicos decorrentes da prática agroflorestal. Por isso, as considerações econômicas e sociais, sendo mais
facilmente compreendidas, devem ser
sempre exaltadas (CONSTANTIN, 2004).
Entretanto a análise socioeconômica em projetos agroecológicos é uma
das etapas primordiais nas pesquisas de
desenvolvimento florestal, visando ao
desenvolvimento sustentável (MASCHIO
et al.1994).
Segundo FERRAZ (2003) dentro dos pilares da sustentabilidade, a abordagem econômica é a mais discutida nas
avaliações de agroecossistemas, devido
ao seu elevado peso nas decisões humanas. Porém, as interpretações convencionais confundem a sustentabilidade
econômica com a maior duração da
produção e do máximo do rendimento
Para obter os dados econômicos,
pesquisadores utilizam entre outros,
indicadores de rentabilidade como Relação Benefício / Custo (RB/C) e o Valor
Presente Líquido (VPL), que segundo
DOSSA et.al (2000) o RB/C é um
indicador de eficiência econômicofinanceira por sugerir o retorno dos
investimentos a partir da relação entre a
receita total e as despesas efetuadas para
viabilizá-la, ou seja, indica quantas unidades de capital recebido como benefício
são obtidas para cada unidade de capital
investido e o VPL está entre as alternativas mais sólidas para análise de
investimentos, tem-se como o dado mais
consistente o VPL, que estima o valor
atual de um fluxo de caixa, usando para
isso uma taxa mínima de atratividade do
capital. Assim, o VPL determina a viabilidade de um cultivo pela diferença positiva entre benefícios e custos. A atividade
será desejável se o VPL for superior ao
valor do investimento. Logo, devem-se
trazer os valores de cada período de tempo
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
12
para o valor atual, tanto dos investimentos
quanto dos custos e receitas.
Assim, esta pesquisa teve como
objetivo a avaliação econômica de um sistema agroflorestal implantado para a recuperação de uma área de reserva legal em
um assentamento.
2. Metodologia
2.1. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA
DE ESTUDO
O assentamento Mariana foi
criado em 2001, para acomodar antigos
moradores do povoamento Canela, devido
à formação do lago da usina hidrelétrica
Luiz Eduardo Magalhães, construído pela
INVESTICO. Inicialmente contava com
13 famílias assentadas, em 2002 passou a
ter 20 famílias na região. Localizado no
sudeste do município de Palmas, entre os
rios São João e Chupé, na Sub bacia do rio
São João. O local fazia parte de uma
fazenda que se dedicava a criação de gado,
transformando a paisagem da região em
extensas áreas de pastagem (SEPLANTO, 2007)
A vegetação na região sul e
sudeste é coberta pela vegetação de cerrado, predominante do Planalto Central do
Brasil. Existem dois tipos predominantes
de solos na região, os Latossolos e os solos
Litólicos.
A região está sob domínio climático tropical semi-úmido, caracterizado
por apresentar uma estação com estiagem
aproximada de 4 meses. Com temperaturas que variam entre 23° e 26°C, sendo
crescente no sentido do Sul para o Norte e
índices de pluviosidade, o clima recebe a
classificação de AW – Tropical de verão
úmido e período de estiagem no inverno,
de acordo com a classificação de Koppen.
A estiagem varia de 3 a 5 meses, sendo as
precipitações pluviais crescentes do Sul
para o norte (1500 a 1750 mm/ano) e do
Leste para o Oeste (1000 a 1800 mm/ano).
Janeiro se caracteriza por ser o mais
chuvoso e agosto o mais seco (SEAGROTO, 2007).
O assentamento Mariana, localizado no Município de Palmas, possui
atualmente 20 famílias assentadas. Possui
uma área de 430 ha de domínio privado,
demarcada em 2001 sendo 150,5 ha (35%)
alocados como Reservas Legais. Parte
desse total necessita ser restaurada, pois se
encontra totalmente degradada.
A área experimental de Reserva
Legal do assentamento Mariana implantada por meio de sistema agroflorestal
totaliza 6 ha. A área foi igualmente dividida e entregue a três famílias moradoras
desse assentamento para ser cultivada e
manejada, conforme a aptidão agrícola e
recursos (financeiros e humanos) de cada
uma dessas famílias, totalizando três módulos agroflorestais de 2 ha cada (RURALTINS, 2006).
Os custos iniciais do sistema foram financiados pela empresa Petrobrás
Ambiental, com pesquisas desenvolvidas
pelo Ruraltins, órgão municipal que
oferece assistência técnica aos produtores
do assentamento há 2 anos. O preparo do
solo foi feito com arado a trator e grade
niveladora, e a prevenção contra erosão
foi feita por meio de terraços, onde foram
plantados feijão-de-corda (Vigna
unguiculata), espécies leguminosas
fixadoras de nitrogênio.
O espaçamento entre as espécies
arbóreas foi de 4 m x 2 m em toda a área. A
prática agroflorestal adotada foi o
Taungya, que é um consórcio de curto
período entre árvores e culturas agrícolas
que permanecem no sítio até que o
sombreamento da copa das árvores
permita a produção. (“até que as copas das
árvores se toquem”). Esse tipo de
consórcio envolve espécies florestais de
interesse econômico, uma vez que estas
representariam o componente econômico
após determinado período.
Na área de Reserva Legal do
assentamento Mariana, as árvores representam um componente econômico com
papel ambiental na restauração de um
fragmento florestal. As três famílias envolvidas no projeto irão cultivar as entrelinhas do sistema, enquanto o sombreamento do componente arbóreo permitir.
Apesar da permissão legal para manejo do
componente arbóreo, a área será abandonada para que a comunidade florestal se
estabeleça e sirva como corredor ecológico, interligando fragmentos florestais na
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paisagem da região (RODRIGUES,
2005). As mesmas famílias envolvidas poderão, então, reiniciar esses sistemas em
outras áreas do assentamento a serem recuperadas.
2.2. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO
ECONÔMICO
A coleta dos dados foi realizada
por meio de questionário com as três
famílias envolvidas no projeto de recuperação da área de reserva legal, com
questões voltadas para o levantamento de
todos os custos e benefícios gerados desde
o início do plantio. Assim, consideraramse como custos tudo aquilo que foi gasto
pelos produtores para o plantio e manejo
da área, o que inclui sua mão-de-obra,
remunerada a R$40,00/ dia, que é o valor
pago na região. Os benefícios se referem
aos valores de produção e comercialização das culturas agrícolas produzidas
na área durante todo o período de cultivo
agrícola na área, que foi de dois anos.
A tabulação dos dados e cálculo
dos critérios de avaliação foram feitos
usando-se uma planilha do Microsoft Excel 2007.
O cultivo da mandioca foi o responsável
pelo maior sucesso econômico da família
3, sendo a cultura de maior retorno econômico. Apesar do valor positivo de VPL
para a família 2, a atividade agroflorestal
praticada foi a menos rentável, conforme
indica a RB/C.
Indicador
Familia 1
Familia 2
Familia 3
VPL¹
R$ 674,30
R$ 563,64
9137,35
RB/C¹
R$1,95
R$ 1,02
Fonte: Ruraltins e Pesquisa d e campo, outubro de 2 009.
R$ 3,55
Tabela 1 – Indicadores de avaliação econômica
dos três módulos agroflorestais implantados
pelas famílias do assentamento Mariana, na área
de reserva legal.
Cultura
Quantidade
Família 1
milho
açaí
1,9 ton eladas
700 quilos
Família 2
milho
mandioca
1,12 toneladas
2,7 toneladas
Família 3
mandioca
2,4 toneladas
feijão
200 quilos
milho
2,3 toneladas
Fonte: Ruraltins e pesquisa de campo
Tabela 1 – Indicadores de avaliação econômica
dos três módulos agroflorestais implantados
pelas famílias do assentamento Mariana, na área
de reserva legal.
3. Resultados e discussão
Na Tabela 01, apresentam-se os
resultados do Valor Presente Líquido
(VPL) e da Relação Benefício-Custo
(RB/C) nos três módulos agroflorestais
analisados, enquanto a Tabela 02
apresenta a produção agrícola de cada
família durante o período de cultivo do
sistema. Nesta primeira análise, não estão
inclusos os custos com a implantação do
sistema, uma vez que estes foram
subsidiados às famílias como incentivo
para a implantação do sistema.
Pode-se interpretar o VPL como
o lucro obtido pela atividade. Portanto,
valores positivos indicam que a atividade
é viável economicamente. A RB/C é o
retorno de capital para cada unidade
monetária investida. Assim, valores inferiores a R$1,00 indicam prejuízo de
investimentos.
Os resultados indicam valores
positivos para as três famílias analisadas.
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O milho é a segunda cultura de
maior rentabilidade para as famílias. Seu
baixo custo de produção (aquisição de
sementes e mão-de-obra), quando comparado com as demais culturas, faz que a
atividade se torne viável economicamente. De acordo com Rodrigues
(2005), a produção de grãos em áreas
externas às propriedades é rentável não
apenas pela comercialização, mas devido
ao uso para alimentação animal, uma vez
que as famílias envolvidas com o trabalho
na área de reserva legal possuem animais
de cria em suas propriedades.
O emprego das análises
econômico-financeiras é apoiar o
processo de tomada de decisão, tanto dos
produtores quanto dos pesquisadores que
desenvolvem novos projetos e tecnologias
no setor. É através dessas análises que será
possível assegurar os recursos destinados
à produção e formular recomendações de
opções produtivas mais vantajosas de se
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implementar. Em caso de projetos agroflorestais, a análise deve estabelecer se sua
implementação tem potencial de ser
rentável, considerando-se as características físicas e biológicas do sítio.
Para a avaliação econômica da
lucratividade, é necessária uma ou várias
safras para análise, tendo, portanto, pequena escala de tempo. Já a avaliação da
sustentabilidade econômica requer maior
escala temporal e não pode estar dissociada de sua escala sistêmica, ou seja, da
amplitude da área de estudo, o que leva em
consideração suas características
hierárquicas e a complementaridade com
o ambiente externo (FERRAZ, 2003).
Neste trabalho, o diagnostico
econômica do consórcio agroflorestal está, assim, ligado à microeconomia das
zonas produtivas da propriedade rural em
pequena escala de tempo, que de acordo
com DOSSA et al. (2000) se caracterizam
pela natureza das atividades agrícolas,
pelos meios de produção disponíveis e
pela qualificação da mão de obra colocada
para produzir mais eficientemente.
Em suma, o que se deseja de um
sistema de produção é a otimização do uso
dos fatores de produção (terra, mão-deobra, capital e tecnologia) com redução de
custos, o que gera, conseqüentemente,
maior renda na propriedade. Assim, esta é
uma situação específica na qual o objetivo
final da implantação do sistema é o estabelecimento de um fragmento florestal,
onde não haverá mais o cultivo agrícola
nas entrelinhas, mas continuará seus
rendimentos com a produção de frutos
nativos e exóticos, como açaí (Euterpe
oleracea Mart) e cupuaçu (Theobroma
Grandiflorum) e a implantação de outras
técnicas permitidas, por exemplo, a apicultura. Porém, torna-se impossível fazer
considerações sobre a sustentabilidade
desse consórcio, visto que essa associação
entre as árvores e as culturas agrícolas é
temporária, e o componente arbóreo representará um elemento de rentável a
longo prazo, devido à demora no crescimento das arbóreas.
Isso não inviabiliza as análises
econômicas sobre a geração de renda para
essas famílias, nem descarta o uso dos sistemas agroflorestais como metodologia
para a recuperação de áreas de reserva
legal ou, mesmo, como sistema de produção para agricultores assentados no
Mariana. Para uma região como esta, a
adoção de sistemas agroflorestais representa uma estratégia interessante de
produção, onde sistemas agroflorestais
poderiam representar alternativa para a
diversificação da propriedade, além de
conferir proteção ao solo contra erosão.
Porém, a reconstituição de áreas degradadas é um processo de elevado custo
financeiro, cujas iniciativas são recentes e
as metodologias utilizadas ainda estão
sendo discutidas no meio científico, a fim
de evitar possíveis erros que acarretariam
no fracasso do plantio e, conseqüentemente, no desperdício financeiro.
Assim, um processo participativo, como o
que foi adotado no assentamento Mariana,
poderia reduzir esses custos, gerando
receitas desde a implantação do plantio,
graças ao consórcio com culturas agrícolas, e futuramente com o manejo sustentável do componente arbóreo.
Por fim, Amador (2003) afirmou
que o fator econômico é hoje uma “mola”
que freia ou incentiva as ações em qualquer esfera e deve ser considerado na
restauração dos ecossistemas, uma vez
que pode cumprir um papel inovador, conciliando restauração, conservação com
rentabilidade.
4. Considerações finais
Desta forma, podemos afirmar
que os sistemas agroflorestais podem ser
adotados na recuperação de áreas de Reserva Legal em propriedades rurais, podendo gerar renda ao produtor graças ao
consórcio agrícola. Sua maior ou menor
viabilidade econômica irá depender de um
manejo mais intensificado na área para a
produção agrícola e de preços satisfatórios
para venda no mercado.
Por fim, recomenda-se continuidade em pesquisas como esta na região,
com o intuito de avaliar o desenvolvimento dessas áreas a longo prazo, que
permitam avaliar a produtividade da área
para cada cultura praticada, fazendo comparações com as médias de produção
encontradas na região e analisando o
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máximo de retorno (produtivo e financeiro) que pode ser esperado por hectare
plantado. Também seria fundamental proporcionar maiores vivências em Sistemas
Agroflorestais para as famílias que irão se
envolver futuramente em projetos dessa
natureza, para que elas tenham plena
compreensão dessa prática agrícola como
oportunidade produtiva e financeira
associada à recuperação florestal.
5. Referencias
AMADOR, D. B. Restauração de
ecossistemas com sistemas agroflorestais.
Disponível em: http://saf.cnpgc.embrapa.br/publicacoes/14.pdf Acesso em: 15 out. 2009
ANDRADE, Cecília Félix. Avaliação qualitativa de impactos ambientais no pólo
agroflorestal custódio freire, município de rio
branco, estado do acre. Disponível em:
www.geo.ufv.br/simposio/simposio/trabalhos/tra
balhos.../eixo11/020.pdf . Acesso 07 nov 2009.
CAMPOS, J. B.; COSTA FILHO, L.
V.; NARDINE, M. M. Recuperação da reserva
legal e a conservação da biodiversidade.
Cadernos de Biodiversidade, v.3, n.1, p.1-3,
2002.
COSTANTIN, A l i n e M a r i a .
Introdução aos Sistemas Agroflorestais.
Disponível em: http://paraiso.etfto.gov.br/docente/admin/upload/docs_upload/material_87f61a9b
e7.PDF. Acesso em: 17 out. 2009.
agroforestales: princípios y aplicaciones em los
trópicos. 2.ed. San Jose: Organizacion Estudos
Tropicales, 1992.
RAMOS-FILHO, L. O.; FRANCISCO, C.E.S. Legislação florestal, siste-mas
agroflorestais e assentamentos rurais em São
Paulo: restrições ou oportunidades? In:
CONGRE-SSO BRASILEIRO DE SISTEMAS
AGROFLO-RESTAIS, 5., 2005, Curitiba.
Anais... Colombo: Embrapa, 2004. p.211-213
RODRIGUES, E. R. Estratégia
agroflorestal para a recuperação de áreas de
reserva legal em assentamentos de reforma
agrária: um estudo de caso no Pontal do Paranapanema. 2005. 96 f. Dissertação (Mestrado em
Ciências Florestais) – Universidade Federal do
Paraná, Curitiba, 2005.
SECRETARIA DA AGRICULTURA, PECUARIA E ABASTECIMENTO DO ESTADO DO TOCANTINS- SEAGRO-TO. Informações Gerais do Estado –
Climatologia. Disponível em: http://www.seagro.to.gov.br/conteudo.php?id=21. Acesso em: 12
nov. 2009.
SEPLAN. Secretaria de Planejamento do Estado do Tocantins. Atlas do Tocantins,
2007. Disponível em: http://www.seplan.to.gov.br/seplan/br/index2.php?area=download&id_m=
153. Acesso em: 10 out. 2009
VALLADARES-PÁDUA, C. et
al. Módulos agroflorestais na conservação de fragmentos florestais da Mata Atlântica. Revista Experiências PDA, v.2, p.7-33, 2002.
DOSSA, D.; CONTO, A.J.de
Aplicativo com análise de rentabilidade para
sistemas de produção de florestas cultivadas e de
grãos. Colombo: Embrapa – Florestas, 2000.
56p.
DUBOIS, J.C.L. Manual agroflorestal para a Amazônia.Rio de Janeiro:REBRAF,
1996. 228p.
FERRAZ, J. M. G. As dimensões da
sustentabilidade e seus indicadores In:
MARQUES, J. F.; SKORUPA, L. A.; FERRAZ, J.
MASCHIO, L. M. de A. et al. A
agrofloresta na ótica da teoria de sistemas. In:
CONGRESSO BRASILEIRO SOBRE SISTEMAS AGROFLORESTAIS, 1.,1994, Porto Velho.Anais... Colombo: Embrapa.,1994. v.2. p.373383.
MONTAGNINI, F. Sistemas
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TECNOLOGIA
HTML5 como Ferramenta para o Desenvolvimento de Jogos Interativos Web
Castro H. C. Souza1
1
Jader L. Nascimento
2
Alex Coelho
1
Graduando de Graduação de
Sistemas de Informação da
Faculdade Católica do Tocantins – Campus Sede.
2
Mestre em Ciência da Computação – Professor do colegiado de Sistemas de Informação da Faculdade Católica
do Tocantins – [email protected]
Resumo: Atualmente se busca facilitar o
acesso a informação e o conhecimento por
meios de elementos de interesse comum e
em constante transformação como a web e
jogos interativos. Uma das formas mais
utilizadas para tais perspectivas consiste
na introdução de jogos nos mais diversos
contextos, facilitando a absorção, o aprendizado e a construção do conhecimento.
Porém, para que isso ocorra é necessário
considerar além de fatores específicos
ligados ao processo de desenvolvimento
de jogos, que existam tecnologias de
desenvolvimento que auxiliem nesse processo. Diante disso, e considerando tanto
o alcance da web quanto a sua facilidade
de disponibilizar conteúdo é importante
que sejam consideradas tecnologias que
permitam utilizar todo o potencial disponibilizado pela corrida tecnológica. Neste
sentido, vem surgindo um novo conceito
de linguagem de desenvolvimento web: a
HTML 5, sendo uma evolução da HTML
4, credenciadas pelo consorcio W3C, responsável em criar e manter tais padrões
web. A utilização do HTML 5 combinada
a criação de procedimentos para games
online abre caminho para criação de jogos
interativos. Logo, o objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de
jogos interativos realizado com a utilização da linguagem HTML 5.
Palavras-chaves: HTML 5, Jogos
interativos educacionais, W3C.
Abstract: Today is seeking to facilitate
access to information and knowledge by
means of elements of common interest
and in constant transformation and
continues as the web and interactive games. One of the most used for such views
is the introduction of gaming in various
contexts, facilitating absorption, learning
and knowledge building. But for that to
happen we need to consider in addition to
specific factors related to the process of
game development, there are developing
technologies that assist in this process.
Given this, and considering the scope of
the web as its ease of content available is
considered to be important technologies
that use the full potential offered by the
technology race. In this sense, has emerged a new concept in web deve-lopment
language: HTML 5, and an evolution of
HTML 4, accredited by the W3C
consortium, responsible for creating and
maintaining these web standards. The
combined use of HTML 5 establishing
procedures for online gaming opens way
for creation of interactive games. Therefore, the aim of this work is development
interactive games with HTML 5.
Keywords: HTML 5, Interactive educational games, W3C.
1. Introdução
O avanço tecnológico e a
constante busca por novas formas de
auxiliar no processo de entretenimento e
distribuição de conteúdo culminam com a
criação de elementos que tornem tal
processo atrativo. A criação de jogos pode
ser considerada uma das estratégias mais
importantes neste sentido, no qual está
presente e são trabalhadas nos mais
diversos âmbitos, desde o ensino
fundamental até o processo de
aprendizagem com conteúdos específicos
ligados a áreas como administração,
contabilidade e engenharia. Como exemplo, pode ser citado a criação de jogos
comerciais de empresas e autarquias,
como o SEBRAE em seu âmbito nacional.
Logo, é importante considerar que a
utilização da internet neste contexto ainda
é pouco explorada devido a falta de
tecnologias que forneçam suporte
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Figura 1: Demonstração da aplicação Muro em iPad.
FONTE: Deviantart (2010)
consistente e adequado para que tais
ferramentas educacionais não sejam
reféns de empresas de tecnologia.
Nos últimos anos muito se
trabalhou para que isso se torne uma
realidade. Com o advento do HTML 5
(W3C, 2010), diversas possibilidades
podem ser exploradas, dentre elas, a
criação de jogos educacionais para o
ensino. Como se trata de uma nova
tecnologia, outras possibilidades podem
ser vislumbradas e tratadas com boas
perspectivas. Logo, o presente trabalho
apresenta uma breve explanação sobre
esta nova tecnologia, bem como o
desenvolvimento de procedimentos
reutilizáveis para a produção dos jogos
interativos.
2. Estado da arte
A linguagem de marcação
HTML (Hiper Text Mark-up Language)
derivou-se da linguagem de marcação
pioneira SGML (Standard Generalized
Mark-up Language) desenvolvida na
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década de 60, sofrendo adaptações com o
intuito de auxiliar na estruturação e
apresentação de documentos em um navegador - browser. A atualização do HTML
4.01 passou por período de uma década
sem grandes modificações (W3C, 2010).
Pela necessidade de uma
reestruturação, a W3C(World Wide Web
Consortium) buscou melhorias e
inovações para facilitar tanto o trabalho de
desenvolvedores quanto no simples uso da
web por usuários domésticos. Também
contando com a ajuda da WHATWG (Web
Hypertext Application Technology
Working Group), esta sendo desenvolvida
a quinta versão da linguagem de
apresentação HTML, que chega ao mercado quebrando barreiras de
compatibilidade na exibição de vídeos via
internet, utilização da geolocalização
padronizada e aprimoramento no uso offline de aplicações web, permitindo com
isso a fácil exibição de gráficos interativos
em browsers, além de outros serviços que
ainda estão em fase de aperfeiçoamento e
prometem revolucionar o modo como a
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web é desenvolvida e utilizada (TABLELESS, 2010).
Diante das mudanças ofertadas
por este novo padrão de desenvolvimento
web, uma infinidade de aplicações das
mais diversas categorias já vem sendo
criadas por desenvolvedores de todo o
mundo. Desde simples remodelagens de
paginas construídas com o antigo
HTML4, até aplicações robustas, tido
como um novo conceito de aplicações
denominadas Web App, como por exemplo, o “Muro” (MACMAGAZINE, 2010).
Desenvolvida pela DeviantArt a aplicação
é um editor gráfico que demonstra o poder
do HTML5, podendo ser utilizado até em
iPad's, como ilustra a Figura 1.
O HTML (Hyper Text Markup
Language) que inicialmente foi definido
como sendo a linguagem de marcação
base da web, foi concebido para ser uma
linguagem para descrever semanticamente documentos científicos embora
sua finalidade e concepção foi adequada
aos longos dos anos. Em sua quinta versão
o HTML está passando por uma revisão
importante, uma nova tecnologia para
criação e desen-volvimento de paginas
esta sendo criada pela W3C (World Wide
Web Consortium) buscando se adequar
aos novos padrões da web que se
modificaram desde sua ultima
atualização, feita em 1999 (W3C, 2010).
O funcionamento do HTML5
está em fase experimental e diversas
empresas aderiram a essa tecnologia. Para
tanto, já estão sendo utilizadas novas
tecnologias propostas pela nova HTML
em diversos serviços, principalmente no
que tange a apresentação de conteúdo e
criação de jogos interativos na web
(SLIDESHARE, 2010).
Diante disso, é importante analisar a influência do tema, suas possibilidades e recursos visuais e sonoros para
a criação de um jogo. Dentre estes
recursos o HTML 5 oferece novas
possibilidades para o desenvolvimento
web, o que torna possível o desen-volvimento de jogos, sem a necessidade de
plataformas auxiliares ou mesmo codecs
especiais (SLIDESHARE, 2010). O
HTML 5 promete ser uma revolução na
Web devido a sua função mais polemica:
não precisar de ferramentas externas para
acesso a vídeos, jogos, imagens, áudios ou
qualquer outro recurso disponibilizado,
assim, reduzindo ou até mesmo
extinguindo a necessidade da utilização
do aplicativo Flash Player da Adobe, bem
como semelhantes. O HTML 5 favorece a
criação de aplicações mais elaboradas,
com mais e melhores recursos,
enriquecendo ainda mais a atual web.
Tomando o exemplo apresentado
na Figura 1, aliado ao enorme avanço das
tecnologias que são empregadas a web
atual, surgem também uma gama de
procedimentos reutilizáveis para jogos
online. Isso culmina com a possibilidade
de tais procedimentos virem a se tornar
um engine, no caso um motor para jogos
online web. Um engine, também
denominada game engine, é definido
como um software ou conjunto de bibliotecas utilizadas para facilitar o desenvolvimento de jogos ou qualquer outra
aplicação que utilize gráficos em tempo
real (3DENGINES, 2010).
Em sua maioria tais procedimentos são distribuídos como API's ou
em conjunto com ferramentas que
auxiliam no desenvolvimento, por meio
de scripts reutilizáveis preconcebidos, que
são adaptados as necessidades apresentadas, conhecidos como middleware's.
Um exemplo de jogo que utiliza recursos
do HTML 5 e Javascript estilo 8-bits é o
Leave Me Alone (AKIHABARA, 2010)
apresentado na Figura 2. Tal jogo
interativo embora não apresente documentação completa da engine apresenta
em algumas demonstrações recursos
interessantes até então trabalhados sobre
Figura 2: Interface do jogo Leave Me Alone
FONTE: Akihabara (2010)
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browsers com a utilização de tecnologias
de suporte a nova versão HTML. Isso abre
caminho para que se vislumbre diversas
possibilidades, dentro de um mercado bilionário que representa e têm despertado o
interesse de um número cada vez maior de
pessoas (FERNANDES, 2009).
Segundo Novak (2010) os jogos eletrônicos, em sua essência, são considerados
uma das formas e práticas mais expressivas de entretenimento do século 21, no
qual a paixão, em sua maioria das vezes
movida pela criatividade e diversão, torna
os jogos elementos diferenciados.
Considerando todas as possibilidades
tecnológicas que podem ser exploradas
pela utilização do novo padrão, a criação
de jogos interativos está dentre as mais
cobiçadas atualmente, tendo como
elemento central os benefícios que a
internet e a web podem fornecer.
A utilização de elementos que
colaboram para a criação de explicações e
práticas que ajudam a desvendar a arte do
apren-dizado e compreensão são elementos considerados por diversos
pesquisadores que tentam a todo instante
buscar novos conceitos que norteiem tais
processos. Dentre as diversas possibilidades existentes e comprovadas para a
fixação de conteúdo, em seus diversos
aspectos, a criação dos jogos eletrônicos
está entre as mais atrativas (PERUCIA,
2007).
Os jogos têm conquistado
público de todos os gêneros e idades,
criando novos desafios para os
profissionais da área, dentre eles a criação
de jogos que con-tribuam para o crescimento sócio inte-lectual, fazendo com
que tal ferramenta contribua de maneira
significativa para processos como de
ensino e aprendizado. Esses de-safios
podem ser vistos a todo o momento e estão
sempre presentes quando se busca a
criação de uma expe-riência interativa que
proporcione um alto grau de diversão e
aprendizado para seus usuários.
Assim, considerando todas as
pos-sibilidades tecnológicas que podem
ser exploradas pela utilização do novo
padrão HTML 5, a criação de jogos interativos está dentre as mais cobiçadas
atualmente, tendo como elemento central
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os bene-fícios que a internet e a web
podem trazer ao processo entretenimento
e educação, como por exemplo.
3.Estudo de caso
O trabalho em seu eixo principal
consiste na criação de procedimentos para
um jogo interativo, tomando por base o
desenvolvimento de um jogo de memória
com cartas. Foram utilizadas técnicas reconhecidas aceitas para a criação de jogos
como Sprites e Tiles, associados ao
processo de criação da arte, bem como a
gerência e criação dos procedimentos de
controle interativo que foram produzidos
utilizando Javascript. Os procedimentos e
páginas foram desenvolvidos utilizando a
IDE (Interface Development Enviroment)
Netbeans e os testes realizados utilizando
navegadores que já possibilitam o manuseio da tecnologia HTML 5, como o
Safari, disponibilizado pela Apple.
O principal fator a ser levantado
para fazer uso da tecnologia, consistiu no
suporte que deve ser oferecido a nova
versão do HTML. Considerando que o HTML 5 fornece novos componentes para a
criação de elementos apresentáveis em
navegadores, sua transformação é totalmente dependente de tecnologias como
Javascript, sendo responsável por toda a
criação e manipulação dos elementos
gráficos em tempo de execução, bem como eventos e animações, além de tratar a
interação entre o usuário e os componentes do jogo.
Para a criação gráfica dos elementos foi utilizada uma das novas tags ou
componente fornecidos pela HTML 5, o
Canvas, que define o local da página para
criar todo e qualquer tipo de “desenho” a
ser implementado. Tal procedimento pode
ser visualizado no trecho de código apresentado na Figura 2.
<center>
<canvas id=”rostoreto”
width=”150” height=”150”>
</canvas>
</center>
Figura 2: Tag de criação do objeto Canvas.
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No que consiste a parte de animações e eventos para interação com o
usuário, como supracitado, foi utilizada a
linguagem Javascript. Logo, foram
contemplados aspectos para transformações dos objetos HTML 5 em tempo
real, prezando pela reutilização e controle
de todos os elementos do jogo por meio de
funções, sendo um arcabouço para a
criação de um futuro motor para jogos
mais complexos que venham a ser produzidos. A Figura 3 apresenta trecho do código elaborado para a transformação dos
desenhos apresentados no jogo.
Figura 4. Jogo de memória produzido com
HTML 5 e procedimentos em Javascript.
de implementações futuras, considerando
aspectos simples como a interatividade,
bem como registro de ações com o auxílio
da linguagem Javascript para proporcionar reutilização de código e procedimentos de desenvolvimento.
4. Conclusões
Figura 3: Trecho JavaScript para criação e
transformação de objetos HTML5.
Para o gerenciamento dos eventos de seleção das cartas foram
desenvolvidas funções que determinam as
devidas operações com o método “addEventListener” da marcação Canvas,
definindo eventos como o “mousedown” e
“mouseup”. Além disso, foi necessário
que outros procedimentos importantes
fossem criados, como sequências de verificações e procedimentos para se saber se
o usuário escolheu cartas iguais e se o jogo
chegou ao seu término.
Como já dito em alguns trechos
deste trabalho, o HTML 5 promete ser
uma revolução na web devido a sua
função mais polêmica: não precisar de
ferramentas externas para o acesso a vídeos, imagens, áudios ou qualquer outro
recurso disponibilizado como obtido no
jogo proposto no trabalho, sendo que o
resultado dos procedimentos apresentados podem ser visualizados na Figura 4.
Por ser um jogo muito simples, a
ideia principal consistia na criação de
estruturas utilizando o padrão HTML 5
sendo um arcabouço para a padronização
Diante das perspectivas para o
HTML 5, pode ser traçado um paralelo
entre as vantagens e desvantagens do
padrão. Com uma fácil implementação, o
padrão favorece a criação de aplicações
mais elaboradas, com mais e melhores
recursos, enriquecendo ainda mais a atual
web. Futuramente, após sua consolidação,
tais perspectivas podem comutar em uma
navegação mais rápida, pois com a
modernização de suas tags (marcações),
não serão necessárias muitas linhas de
código para designar uma funcionalidade
e, portanto, facilitará o trafego dos
códigos pela rede. Considerando tais
perspectivas, o padrão HTML 5 traz benefícios como uma melhor organização do
código e facilidade na declaração de
diversos objetos por parte do desenvolvedor. Outra vantagem a ser considerada está no fato de facilitar a vida do
usuário desta nova tecnologia, sendo que
este não necessitará mais da instalação de
plug-ins ou qualquer software parecido
para a utilização dos mais diversos recursos que a web apresenta com cons-tantes
mudanças e inovações.
Tais transformações considerando as ferramentas e possibilidades
supracitadas sobre a modernização da web
também traz desvantagens. Atualmente, a
maior desvantagem consiste no fato de
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ainda estar em fase de desenvolvimento,
que devido a isto está em constantes
mudanças até chegar a sua versão final,
sendo que os desenvolvedores terão que
permanecer atentos a novas mudanças
para atualizar suas aplicações. A incompatibilidade dos browsers também
ainda é um desafio, pois não adianta
desenvolver recursos e não utilizá-los.
Lembrando que pela falta de um padrão
definido, os browsers estão trabalhando
de maneiras distintas, no qual alguns já
detêm de melhores desempenhos em
algumas funcionalidades que outros, porem, ainda não disponibilizam recursos
suficientes para utilização de alguns tipos
de stream de vídeo, por exemplo, aos
quais necessitam de codecs especificos
que garantam alta qualidade de video.
Concluindo, foram consideradas
novas ideias e discussões na nova versão
da HTML, que ainda está em fase criação
e busca por padrões, que serão futuramente definidos pela W3C. Isso leva a
uma grande disputa por território comercial entre as empresas do ramo como já
pode ser percebido na web.
5. Referências
W3C, World Wide Web. HTML5 differences
from HTML4. Disponível em:
http://www.w3.org/TR/html5-diff/. Acesso em: 22
abr. 2010.
SLIDESHARE, Campus Party. O HTML 5 e o
futuro da web. Disponível em:
http://www.slideshare.net/campus-partybrasil/ohtml-5-e-o-futuro-da-web . Acesso em: 30 abr.
2010.
MACMAGAZINE, DeviantART lança Muro,
um web app de desenho em HTML5 que funciona
também em iPads. Disponível em:
http://macmagazine.com.br/2010/08/11/deviantar
t-lanca-muro-um-web-app-de-desenho-emhtml5-que-funciona-tambem-em-ipads/. Acesso
em: 14 set. 2010.
work/html5-letter.pdf >. Acesso em: 30 abr. 2010.
SLIDESHARE, Campus Party. O HTML 5 e o
futuro da web. Disponível em:
http://www.slideshare.net/campuspartybrasil/ohtml-5-e-o-futuro-da-web. Acesso em: 30 abr.
2010.
INFO ONLINE, Jobs diz que Flash é
Desnecessário. Disponível em:
http://info.abril.com.br/noticias/tecnologiapessoal/jobs-diz-que-flash-e-desnecessario29042010-13.shl . Acesso em: 30 abr. 2010.
PERUCIA, A. et al. Desenvolvimento de Jogos
Eletrônicos: Teoria e Prática. 2ª. Edição. Novatec
Editora: São Paulo, 2007.
NOVAK, J. Desenvolvimento de Games:
Tradução da 2º Edição Norte-Americana. Cengage
Learning: Nova York, 2010.
FERNANDES, A. et al. Jogos Eletrônicos Mapeando Novas Perspectivas. Visual Books: São
Paulo, 2009.
D E V I A N TA RT, D e v i a n t A RT M u r o .
Disponível em: http://muro.deviant-art.com/.
Acesso em: 14 set. 2010.
TABLELESS, HTML 5. Um guia de referência
para os desenvolvedores web. Disponível em:
http://tableless.com.br/html5/. Acesso em: 14 de
set. 2010.
3DENGINES, Data Base. DevMaster - your
source for game development. Disponível em:
http://www.devmaster.net/engi-nes/. Acesso em:
14 de set. 2010.
AKIHABARA, Engine Akihabara. Engine
Akihabara, que utiliza alguns recursos do HTML
5. Disponível em: http://www.kesiev.com/akihabara/. Acesso em: 15 de set. 2010.
Engine Akihabara. Engine Akihabara, que
utiliza alguns recursos do HTML 5. Disponível
em: < http://www.kesiev.com/akihabara/ >.
Acesso em: 15 de set. 2010.
LEMAY, Laura. Aprenda em 1 Semana: HTML
4. 3ª Tiragem. Rio de Janeiro: Campus, 1998.
WHATWG, Apple Computer, Inc.; Mozilla
Foundation e Opera Software ASA. HTML5
(including next generation additions still in
development). Disponível em: <
http://www.whatwg.org/specs/web-apps/current-
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Recomendações para a Realização de Simulações de Rede WLAN Usando NS-2
Jean Nunes Araújo1
2,3
Claudio de Castro Monteiro
1
Graduando de Graduação de
Sistemas de Informação da
Faculdade Católica do Tocantins – Campus Sede.
2
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do
Tocantins, e-mail: [email protected]
3
Faculdade Católica do
Tocan-tins, e-mail: [email protected]
Resumo: É possível presenciar atualmente um crescimento constante na utilização de soluções tecnológicas sem fio,
entre elas as redes WLAN. Porém, essas
redes possuem níveis menores de recursos
em relação às redes cabeadas. Uma das
ferramentas que podem auxiliar na análise
do comportamento de uma rede WLAN é
a simulação, sendo o Network Simulator
(NS) um dos ambientes que se pode
destacar devido a sua aceitação no
universo acadêmico. No entanto, quando
se refere a simulações de rede utilizando
NS para WLAN infraestruturada,
dificuldades em relação à disponibilidade
de documentação detalhada para realizar
essa tarefa ainda são encontradas. A
proposta deste artigo é planejar e executar
simulações WLAN no NS a fim de
esclarecer as funcionalidades dos principais parâmetros de configuração,
tornando possível ao estudante ou
pesquisador de rede recriá-las facilmente,
adaptando ao seu cenário. Foram executadas diversas experiências com os padrões B e G, a fim de verificar e analisar os
resultados obtidos.
Palavras–chave: sem fio, simulação,
802.11.
Abstract: You can now witness a steady
increase in the use of wireless technology
solutions, including WLAN networks.
However, these networks have lower
levels of resources compared to wired
networks. One of the tools that can help in
analyzing the behavior of a WLAN
network is the simulation, the Network
Simulator (NS) of the environments that
can highlight due to its acceptance in the
academic world. However, when referring
to simulated network using NS for WLAN
infrastructure, difficulties in relation to the
availability of detailed documentation to
accomplish this task are still found. The
purpose of this article is to project and
execute simulations WLAN in NS to
clarify the features of the main parameters
of configuration, enabling the student or
researcher of network recreates them
easily, adapting to your scenario. Have
performed several experiments with the
standard B and G, to verify and analyze
the results.
Key-words: wireless, simulations,
802.11.
1. Introdução
A grande popularização das
conexões em rede sem fio na atual
realidade das organizações, instituições e
universidades, evidencia o aumento da
importância da conectividade e da
mobilidade no cenário atual. Essas
características são constantemente
vinculadas nos meios de comunicação,
comprovando que não é apenas o “está
conectado” que atrai o mercado, mas o
“está conectado sempre” (SINGH et al.,
2008).
Entre algumas tecnologias sem
fio em destaque atualmente podemos citar
o infravermelho, bluetooth, wimax e
wlan. Em sistemas de comunicação para
celular existem também o gsm, cdma, 3g e
4g.
É interessante notar que a
maioria dessas soluções já não são apenas
tendências ou inovações, mas são
tecnologias que já fazem parte da realidade, seja empresarial, acadêmica ou
pessoal da comunidade.
Em um ambiente local de rede de
computadores a tecnologia sem fio mais
utilizada é a WLAN (Wireless Local Area
Network) que significa rede de área local
sem fio. É regulamentada pelo padrão
IEEE 802.11 como apresentado em IEEE
Standard 802.11 (1999) e Rubinstein et al.
(2002). A popularização das WLANs se
deve a sua diversidade em termos de
capacidade e cobertura, além do baixo
custo dos dispositivos de rede (RUBINSTEIN et al., 2002).
As redes WLAN assim como as
principais tecnologias sem fio possuem
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
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problemas relacionados ao baixo nível de
tolerância a falhas e interferências,
aspectos que envolvem mobilidade e
handoff, e instabilidade nas taxas de
transmissão. Esses fatores podem ser
modelados e avaliados utilizando
ferramentas como a simulação, que se
apresenta como uma opção das mais
utilizadas para se mensurar e analisar o
comportamento de uma rede de
computadores (CROW et al., 1997) e
(MARGALHO, 2004). A Tabela 1
apresenta alguns benefícios do uso da
simulação em redes de computadores.
Alguns benefícios que a simulação pode trazer
1. Adicionar e retirar nós
2. Configurar taxas de transmissão
3. Adicionar tráfego
4. Determinar a mobilidade dos nós
5. Visualizar ações e comportamentos da rede
6. Gerar gráficos e dados estatísticos
Tabela 1 – Alguns benefícios da simulação
Em resumo, as ferramentas de
simulação proporcionam maior
flexibilidade em relação a um ambiente
real, porque, além de não exigir uma
estrutura física disponível, também é
possível executar várias simulações variando os valores dos parâmetros de acordo
com o cenário definido pelo usuário.
Um dos principais simuladores
de rede utilizados é o Network Simulator.
No entanto, quando se refere a simulações
sem fio em ambiente infraestruturado,
nota-se uma grande ausência de
documentação que apresente de forma
detalhada e funcional os procedimentos
necessários para criar, alterar e modelar a
estrutura de forma adaptada ao cenário
desejado. Além disso, o NS até pouco
tempo não fornecia suporte a simulações
WLAN infraestruturada, onde apenas nas
versões mais recentes isso se tornou
possível.
Portanto, o objetivo inicial desse
artigo é apresentar os principais
parâmetros necessários para simular rede
WLAN infraestruturada. Além de utilizar
conhecimentos teóricos das redes WLAN
com o objetivo de comparar se os resultados obtidos no NS condizem com os
sub-padrões B e G do 802.11.
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Esse artigo está disposto da seguinte maneira: Na seção 2 é estudado o
funcionamento do padrão 802.11, mais
especificadamente a camada MAC, seus
conceitos e atuação. A seção 3 apresenta
uma breve explanação sobre o Network
Simulator, além do cenário de simulação
proposto.
Na seção 4 inicia-se a
programação da simulação, mostrando os
principais parâmetros de configuração
para simular uma rede sem fio e suas possíveis variações. Na seção 5 pode ser
visualizado os resultados obtidos através
de gráficos de vazão, com o objetivo de
demonstrar o comportamento e a atuação
do NS em redes sem fio infraestruturada.
Finalmente na seção 6 é feita a
conclusão e os possíveis trabalhos que
possam ser desenvolvidos a partir ou em
complemento a este.
2. O padrão 802.11
Em 1999, o IEEE (Institute of
Electrical and Electronic Engineers)
definiu a normatização das redes locais
sem fio através da especificação chamada
“Wireless LAN Medium Access Control
(MAC) and Physical Layer (PHY)
Specifications”. Como todos os protocolos da família 802.x, o padrão 802.11
padroniza e especifica a camada física
(PHY) e a subcamada de controle de
acesso ao meio (MAC) (RUBINSTEIN et
al., 2002).
A arquitetura do IEEE 802.11 é
constituída de vários componentes que
visam prover em um ambiente local uma
conectividade sem fio, com suporte a
mobilidade das estações de modo
transparente para as camadas superiores.
O padrão IEEE 802.11 possui
várias sub-padronizações que se
diferenciam entre si, seja pela freqüência
de rádio ou pelas taxas de transmissão. Os
dois modelos mais usados atualmente são:
Ÿ802.11b: Trabalha em um intervalo de
freqüência entre 2,4 GHz e 2.4835 GHz
e sua taxa de transmissão de dados pode
chegar a 11Mbps. Foi o primeiro a ser
adotado em larga escala.
Ÿ802.11g: É o sucessor do 802.11b e sua
taxa de transmissão de dados chega a 54
Mbps.
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A base da arquitetura 802.11 é
conhecida como um Conjunto Básico de
Serviço (Basic Service Set – BSS), no qual
pode ser definido como um grupo de
estações e dispositivos que são
controlados por uma função de
coordenação DCF e/ou PCF. A área de
cobertura de um BSS é chamada de Área
Básica de Serviço (Basic Service Área –
BSA).
Assim como nas redes cabeadas,
onde existem topologias que direcionam a
maneira como os dados trafegarão, um
BSS em redes WLAN possui duas
estruturas de configuração física,
conhecidas como: Ad Hoc e
Infrastruturada.
2.1. REDE AD HOC
As redes móveis ad hoc são
também conhecidas como MANET
(Mobile Ad Hoc Network), e consistem de
nós dentro de um BSS que podem trocar
informações diretamente entre si. Ou seja,
cada nó pode se tornar consciente da
presença de outros nós no âmbito de sua
cobertura. Conexões estabelecidas no
modo ad hoc não dependem da utilização
de um ponto de acesso ou estação base. Os
dispositivos podem comunicar
diretamente uns com os outros. Porém,
quaisquer pares de nós não estão
diretamente conectados, eles só se
comunicam se existir um caminho, que é
formado por cada um dos nós que se
conectam, assim, os dados são
encaminhados através dos dispositivos
desde a origem até o destino. Isso implica
dizer que cada nó desempenha um papel
ativo na transmissão dos dados para outras
unidades nós (PERKINS, 2001), e
(CROW et al., 1997) e (BARBEAU e
KRANAKIS, 2007).
O gerenciamento de redes ad hoc
é uma tarefa muito complexa devido as
suas características, onde os dispositivos
móveis tendem a se mover
freqüentemente e de forma arbitrária e
imprevisível. Com isso, muda-se a
conectividade entre os nós também nessa
mesma medida, exigindo controle,
adaptação e reconfiguração de rotas
constantemente (PERKINS, 2001) e
(BARBEAU e KRANAKIS, 2007).
Geralmente uma rede móvel Ad
Hoc é utilizada onde não exista a
possibilidade de implantar uma rede infraestruturada, ou então, onde exista a necessidade de instalar de forma rápida uma
rede de comunicação.
As principais aplicações possíveis de redes Ad Hoc são:
ŸÁrea Militar – na troca de informações
em campos de treinamento ou guerra.
ŸResgates Militares.
ŸCompartilhamento de informações em
uma área específica, como reuniões.
2.2. REDE DE INFRAESTRUTURA
Uma rede Infraestruturada
utiliza-se de um ponto de acesso (Access
Point – AP) o qual exerce a função de
centralizador, que atua na distribuição dos
dados na rede. Ou seja, os dados que
trafegam entre os nós, seja internamente
ou para fora da rede local, são controlados
e encaminhados através do AP ao destino.
Uma forma de aumentar a
cobertura em uma rede infraestruturada é
interligando vários pontos de acesso
através de um backbone conhecido
sistema de distribuição (Distribution
System - DS). O conjunto de todas as
conexões entre vários BSS's feitas por
sistemas de distribuição é definido como
um conjunto de serviços estendido
(Extended Service Set – ESS),
(RUBINSTEIN et al., 2002). Essa
estrutura é demonstrada na Figura 1.
A especificação da sub-camada
MAC do padrão 802.11 referentes as
funções de coordenação, backoff
exponencial, janela de contenção e outros
fatores, são apresentados em Nunes
(2009), Ferreira (2007) e Crow et al.,
1997.
3. Planejamento e modelagem da simulação
3.1. NETWORK SIMULATOR
O Network Simulator foi
desenvolvido através de um projeto
chamado VINT (Virtual InterNetwork
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Testbed), formado pela parceria de
algumas empresas como a Xerox PARC, a
DARPA e a Universidade de Berkeley, e se
Figura 1. Rede sem fio infraestruturada com sistema de distribuição
encontra atualmente na versão 2.34.
O NS é um simulador de eventos
discretos, ou seja, sua atuação é baseada
em uma seqüência de eventos que possibilita o controle e o comportamento do
cenário proposto. O fato de o NS ser um
software livre e de código aberto permite
ao usuário efetuar ajustes que se façam
necessários no núcleo do sistema, desde
que se tenha conhecimento para isso. O
simulador fornece suporte a simulações de
diversas tecnologias de rede, seja sem fio
ou cabeada, tornando possível explorar os
mais diversos cenários baseados nos
protocolos de transporte TCP e UDP.
A utilização do NS é feita através
de duas linguagens distintas de
programação, e que possuem utilizações
específicas. Devido à necessidade de se
manipular grande quantidade de dados,
assim como tratar variáveis de mais baixo
nível em relação à rede, como a manipulação de pacotes e bytes, a lin-guagem
escolhido para formar a estrutura básica
do NS foi o C++.
Outro fator importante esperado
durante as simulações é a interatividade
entre o código escrito e o resultado. Diante
dessa realidade a linguagem escolhida para criação dos scripts de simulação no NS
foi o OTCL, versão orientada a objetos do
TCL (Tool Command Language). É
através dessa linguagem que se cria
efetivamente as simulações.
Trabalhos já desenvolvidos sobre
a instalação, configuração, e simulação de
redes cabeadas usando NS podem ser encontrados em Nunes (2008), Greigs e
Margalho.
O NS em versões anteriores não
possuía suporte a simulações sem fio em
ambiente infraestruturado, suportava
Revista Integralização Universitária
apenas as redes ad hoc. Isso era uma grande desvantagem partindo do ponto de vista
que a maioria das redes WLAN são
implementadas com infraestrutura. No
entanto, uma extensão desenvolvida por
Purushothaman e Roy, da Universidade de
Washington, foi incorporada ao NS a fim
de prover essa funcionalidade.
Ao passo que estaremos
abordando os principais parâmetros de
configuração do código, já incluindo a
utilização dessa extensão, iremos também
efetuar simulações que possam mostrar os
resultados obtidos através dessa nova
funcionalidade.
Essa experiência será visualizada
utilizando diversas taxas de transmissão
no AP, referentes aos sub-padrões B e G do
802.11, como: 1Mbps, 2Mbps, 5.5Mbps,
11Mbps, 36Mbps e 54Mbps. Através da
vazão encontrada em cada simulação será
possível entender a atuação dessa nova
extensão, comparando com a vazão já
estimada em um ambiente real.
3.2. CENÁRIO DAS SIMULAÇÕES
Propõe-se, portanto, um cenário
formado por cinco nós móveis e um AP,
todos concorrendo ao meio. Dentre os
cinco nós um servirá como servidor de
FTP, enquanto os demais gerarão tráfego
simultâneo na rede acessando esse servidor, como ilustrado na Figura 2. O AP
estará conectado a uma rede cabeada,
servindo assim como extensão da rede.
As taxas de transmissão do AP
para os nós serão variadas de acordo com
as taxas dos modelos 802.11B e 802.11G,
a fim de demonstrar a atuação do NS nesse
tipo de simulação.
Os detalhes dos parâmetros
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
26
O NS implementa três modelos
de propagação:
Figura 2. Cenário de simulação
utilizados serão abordados na
próxima sessão, com o objetivo de instruir
o leitor a implementar as suas próprias
simulações adaptando a um cenário
específico. Os resultados obtidos serão
comentados na sessão 5, analisando os
dados e os gráficos de vazão.
4. Simulando WLAN com NS
De acordo com o cenário proposto é possível iniciar a implementação do
código em tcl, programando manualmente
todas as características da rede e seus
parâmetros. Cabe aqui uma observação no
sentido de mostrar que essa talvez seja a
maior desvantagem e dificuldade das
simulações em NS, logo porque é necessário que todas as variáveis, os conceitos e os atributos particulares de cada
tipo de rede sejam informados e
configurados manualmente. Isso remete
dizer que, para se fazer simulações em NS,
é preciso conhecer muito bem as
especificações do modelo e a teoria
envolvida, além de ter a consciência daquilo que se deseja simular. Se não
conhecermos o que determinado comando
em tcl realiza, a omissão ou a falta de
atenção a esse detalhe pode influenciar
diretamente nos resultados encontrados e
também nas conclusões a serem feitas.
4.1. PARÂMETROS INICIAS
set val(chan) Channel/WirelessCha-nnel
– Define o canal de propagação como
sendo Wireless
set val(prop) Propagation/TwoRayGround – Define o modelo de propagação.
? Free Space – modelo usado para
simular a comunicação sem fio onde existe um
caminho livre entre transmissor e receptor. É mais
indicado em cenários onde as interferências
naturais ou obstáculos (paredes, árvores, sombras)
não são considerados.
? Two Ray Ground – modelo de dois
raios usado quando se deseja considerar reflexão
de solo, objetos e obstáculos durante a simulação.
? Shadowing – modelo que simula o
efeito de obstruções de sombra entre o transmissor
e o receptor. Ele é usado principalmente para
simular canal sem fio em ambiente in-door.
set val(netif) Phy/WirelessPhy – Define o
tipo de camada física como sendo Wireless.
Phy/WirelessPhy set
CSThresh_ 5.011872e-12
Phy/WirelessPhy set
O NS utiliza limiares para
determinar se um frame é recebido
corretamente pelo receptor, o sinal
CSThresh_ faz essa verificação. Se a
intensidade do sinal do frame é inferior ao
sinal CSThresh_ este frame é descartado
na camada física (PHY) e não será visível
na camada MAC. O NS tem outro limiar, o
RxThresh_ que define a intensidade de
um frame recebido pelo receptor. Se um
frame é recebido e a intensidade do sinal é
maior que RxThresh_, o frame é recebido
corretamente, caso contrário, o frame é
tido com corrompido e a camada MAC o
descarta. Para configuração desses parâmetros é necessário conhecer os detalhes
do funcionamento da camada física e dos
modelos de propagação. Pode-se
configurar a simulação sem esses dois
parâmetros.
Phy/WirelessPhy set bandwidth_ 11Mb
Esse parâmetro define a largura
de banda na camada física. A freqüência
11Mb é referente ao padrão 802.11b.
set val(mac) Mac/802_11 – Define o tipo
da camada MAC como sendo 802.11. O NS
também implementa a camada MAC do
tipo TDMA.
Mac/802_11 set dataRate_ 11Mb – Define
a taxa máxima dos dados que podem
trafegar pela camada MAC.
set val(ifq) Queue/DropTail – Define o
tipo de interface de fila.
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
27
O NS implementa dois tipos de
interface de fila:
Ÿ DropTail – O algoritmo
DropTail é um algoritmo simples de
controle de congestionamento. Ele
armazena os pacotes na ordem em que
chegam, e, assim que a rede permitir são
enviados nessa mesma ordem, portanto,
não existe nesse algoritmo o conceito de
prioridade, a ordem de chegada é o determinante do fluxo. No caso da fila
atingir seu limite, isto é, a rede estiver
sofrendo grande tráfego, o algoritmo pode
descartar os pacotes que chegarem a partir
de então (DropTail).
Ÿ RED (Random Early
Detection) - O algoritmo de RED tem a
finalidade de evitar o congestionamento
em uma rede, e é utilizado em tráfegos que
necessitem de QoS. Ele otimiza a taxa de
transmissão de acordo com o tráfego e é
apropriado para serviços que utilizam o
protocolo de transporte TCP, como no
caso da Internet.
set val(ll) LL – Define a camada de enlace.
set val(ifqlen) 50 – Define a quantidade máxima
de pacotes na fila.
set val(nn) 6 – Número de nós móveis.
set val(rp) DumbAgent – Protocolo de
roteamento.
set val(x) 600 – Coordenada x da topologia.
4.2. DEFINIÇÃO DE DOMÍNIOS REDE SEM FIO COM REDE CABEADA
Geralmente, as redes sem fio são
utilizadas como extensões de redes
cabeadas, portanto, é normal realizar
simulações desse tipo. Nesse caso é
necessário definir o conceito de domínio.
Um domínio seria uma rede
particular composta por um ou mais nós
dividindo uma mesma faixa de endereçamento, como ilustrado na Figura 3.
Os parâmetros para se trabalhar
com domínios em NS são comentados
abaixo:
- Define o número de domínios
AddrParams set domain_num_ 2
- Define quantos subdomínios haverá dentro de um
domínio
lappend cluster_num 1 1
- Define o número de nós em cada domínio
AddrParams set cluster_num_ $cluster_num
lappend eilastlevel 1 6
Revista Integralização Universitária
Figura 3. Modelo de domínio
Com essa configuração feita
todos os nós que forem criados no código
precisarão de um endereçamento que
identifique o domínio a qual pertence e
sua identificação única dentro desse
domínio, o que pode ser comparado com o
número IP da máquina, como no exemplo
abaixo:
set n0 [$ns_ node 0.0.0]
Esse nó pertence ao domínio 0,
subdomínio 0 e é o nó 0 dentro dessa
estrutura.
set n3 [$ns_ node 0.0.3]
Esse nó pertence ao domínio 0,
subdomínio 0, e é o nó 3 dentro dessa estrutura.
Para um nó sem fio é a mesma
idéia.
set node_(2) [$ns_ node 1.0.2]
Esse nó pertence ao domínio 1,
subdomínio 0, e é o nó 2 dentro dessa
estrutura.
Lembrando que se for adicionado
uma quantidade de nós maior do que o
especificado no parâmetro lappend
eilastlevel a execução do código
apresentará erro. O mesmo acontece se as
configurações de endereçamento forem
configuradas e não for atribuído nenhum
endereço a um determinado nó.
4.3. CRIAÇÃO DE NÓS SEM FIO E
DEFINIÇÃO DE “AP”
Os nós podem ser criados um por
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
28
um, porém, se forem muitos essa
configuração pode ser feita através de um
laço for como no código abaixo que cria os
6 nós móveis atribuídos a variável val(nn)
com endereçamento:
set temp {1.0.0 1.0.1 1.0.2 1.0.3 1.0.4
1.0.5}
for {set i 0}{$i < [expr $val(nn)]}{incr i}{
set node_($i) [$ns_ node [lindex $temp $i]]
# desabilita mobilidade randômica
$node_($i) random-motion 0
set mac_($i) [$node_($i) getMac
0]
A definição de um ou mais nós
como AP é feito através do código abaixo,
nesse caso o nó 0 está sendo definido
como AP:
set AP_ADDR1 [$mac_(0) id]
$mac_(0) ap $AP_ADDR1
Configurações como o nome, a
posição e a cor do nó que aparecerá no
nam pode ser feito através do seguinte
código:
$ns_ at 0.0 "$node_(0) label \"AP\""
$node_(0) set X_ 0.0692067
$node_(0) set Y_ -70.243
$node_(0) set Z_ 0.0
$node_(0) color "red”
4.4. CRIAÇÃO DE TRÁFEGO
A fim de simular um estado real
de uma rede sem fio nós podemos definir a
criação de dois tipos de tráfego: FTP e
CBR. Onde o FTP define um tráfego que
simula a transferência de arquivos, e o
CBR define um tráfego que simula a
distribuição de vídeo na rede.
Tráfego FTP
set tcp1(1) [new Agent/TCP]
$ns_ attach-agent $node_(2)
$tcp1(1)
set ftp1(1) [new Application/FTP]
$ftp1(1) attach-agent $tcp1(1)
set sink1 [new Agent/TCPSink]
$ns_ attach-agent $node_(1) $sink1
O nó 2 envia pacotes FTP ao nó 1.
Tráfego CBR
set udp1(1) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(2)
$udp1(1)
set cbr1(1) [new
Application/Traffic/CBR]
$cbr1(1) attach-agent $udp1(1)
set base0 [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(1) $base0
O nó 2 envia pacotes CBR ao nó 1
Todas essas configurações
podem ser adaptadas facilmente ao
cenário desejado.
5. Resultados
Um dos objetivos desse trabalho
é colocar em evidência a capacidade do
Network Simulator em realizar
simulações em rede sem fio infraestruturada. Como abordado anteriormente o NS em versões anteriores a
2.29 não possuía suporte a simulações
sem fio nesse tipo de ambiente, suportava
apenas as redes ad hoc. O que caracterizava uma grande desvantagem partindo do ponto de vista que a maioria das
redes WLAN são implementadas com
infraestrutura. No entanto, a partir das
últimas versões uma extensão desenvolvida por Purushothaman e Roy, da
Universidade de Washington, foi
incorporada ao NS a fim de prover essa
funcionalidade. Portanto, serão
apresentados resultados que demonstram
a utilização dessa extensão.
5.1. DEMOSTRANDO A INFRAESTRUTURA
Em um primeiro momento o que
caracteriza uma rede infraestruturada é a
presença de um centralizador que irá
exercer a função de distribuição do tráfego
de dados na rede sem fio. Portanto, toda
comunicação entre os nós precisam
obrigatoriamente passar por esse nó centralizador ou Access Point – AP.
As simulações feitas no NS
geram um arquivo com extensão .tr, um
arquivo trace que informa tudo o que
aconteceu na rede durante o tempo de
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
29
simulação. Através desse arquivo e da
ilustração da simulação é possível verificar se a rede pode ser caracterizada como
uma rede infraestruturada. Pode-se
destacar algumas linhas do trace a fim de
demonstrar o envio de um pacote entre o
nó 1 e o nó 2. Os trechos em negrito
destacam esses nós e o AP que é
caracterizado pelo nó 0.
E finalmente na linha 1 o AP
envia a confirmação ACK ao nó 2, atestando que o nó 1 recebeu o pacote. Na linha 2 o nó 2 recebe a confirmação.
Todo esse processo pode ser visualizado através do nam, que emula o
arquivo trace gerado, criando o ambiente
visual da simulação. As Figuras 4 e 5 mostram a simulação sendo ilustrada pelo
nam.
# Linha 1 #
s 0.204968988 _2_ MAC 0 tcp 98 [13a 0 2
800] [2:0 1:0 32 0] [0 0] 0 0
Essa linha do trace descreve o
envio de um pacote tcp tendo como
origem o nó 2 e destino o nó 1, porém o
envio não é feito diretamente, pois o nó 2
envia o pacote para o nó 0 que no caso é o
AP, que tem por função encaminhar o
pacote ao nó 1.
Figura 4. Nó 2 enviando pacotes para o Nó 1
# Linha 1 #
r 0.205215177 _0_ MAC 0 tcp 40 [13a 0 2
800] [2:0 1:0 32 1] [0 0] 1 0
# Linha 2 #
s 0.205225177 _0_ MAC 0 ACK 38 [0 2 0 0]
# Linha 3 #
r 0.205529548 _2_ MAC 0 ACK 38 [0 2 0 0]
Seguindo, na linha 1 o AP recebe
o pacote do nó 2 e retorna na linha 2 a
confirmação ACK. Na linha 3 o nó 2
recebe o pacote ACK enviado pelo AP.
# Linha 1 #
s 0.205699177 _0_ MAC 0 tcp 98 [13a 1 0
800] [2:0 1:0 32 1] [0 0] 1 0
# Linha 2 #
r 0.205945483 _1_ MAC 0 tcp 40 [13a 1 0
800] [2:0 1:0 32 1] [0 0] 2 0
# Linha 3 #
s 0.205955483 _1_ MAC 0 ACK 38 [0 0 0 0]
Em seguida na linha 1 o AP envia
o pacote tcp que ele recebeu do nó 2 ao seu
destino que é o nó 1. O nó 1 recebe o
pacote na linha 2 e emite a confirmação
ACK de recebimento ao AP na linha 3.
# Linha 1 #
s 0.207599788 _0_ MAC 1 ack 98 [13a 2 0
800] [1:0 2:0 32 2] [0 0] 1 0
# Linha 2 #
r 0.207845977 _2_ MAC 1 ack 40 [13a 2 0
800] [1:0 2:0 32 2] [0 0] 2 0
Revista Integralização Universitária
Figura 4. Nó 2 enviando pacotes para o Nó 1
Nessas ilustrações é possível
visualizar que todos os tráfegos gerados
na rede são distribuídos pelo AP.
Com esses dados e ilustrações,
verifica-se que o NS através dessa extensão consegue simular satisfatoriamente a
infraestrutura de uma rede sem fio.
5.2. DEMOSTRANDO OS SUBPADRÕES “B” E “G”
Os sub-padrões 802.11b e
802.11g podem ser simulados utilizando o
NS através da variação nas taxas de
transmissão. A partir do arquivo trace é
possível utilizar programas auxiliares para descobrir a vazão da rede. Com esse
objetivo foram feitas diversas simulações
baseadas no cenário demonstrado na
Figura 2, alterando as taxas de transmissão
em cada simulação, como na Tabela 2:
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
30
Simulação
1
2
3
4
5
6
Taxa de Transmissão
1 Mbps
2 Mbps
5.5 Mbps
11 Mbps
36 Mbps
54 Mbps
As taxas das simulações de 1 a 4
correspondem as do sub-padrão 802.11b,
enquanto as taxas das simulações 5 e 6 só
podem ser alcançadas no sub-padrão
802.11g.
Após a realização das simulações
foi utilizada uma ferramenta auxiliar
chamada tracegraph que analisa os
arquivos traces gerados, e possibilita a
visualização de diversos gráficos referentes ao comportamento da rede simulada.
Nas figuras abaixo demonstra-se
os gráficos de vazão gerados pelo tracegraph de cada simulação mostrada na
Tabela 2.
Figura 18. Vazão – 5.5Mbps
Figura 19. Vazão – 11Mbps
Figura 20. Vazão – 36Mbps
Figura 16. Vazão – 1Mbps
Figura 21. Vazão – 54Mbps
Figura 17. Vazão – 2Mbps
O tracegraph retorna os gráficos em bits,
sendo necessário fazer um cálculo nos
resultados a fim de encontrar a vazão de
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
31
cada simulação em Mbps. A Tabela 3 demonstra os cálculos e os resultados, levando em consideração a vazão máxima
aproximada encontrada em cada gráfico.
Taxa
1 Mbps
2 Mbps
5.5 Mbps
11 Mbps
36 Mbps
54 Mbps
Cálculo
(10*10^5)/1024
(16,5*10^5)/1024
(3,5*10^6)/1024
(4,5*10^6)/1024
(6*10^6)/1024
(6,5*10^6)/1024
Vazão
~ 976 Kbps
~ 1,61 Mbps
~ 3,41 Mbps
~ 4,39 Mbps
~ 5,85 Mbps
~ 6,34 Mbps
Tabela 3 – Tabela de cálculo de vazão
Comparando o resultado encontrado nos
gráficos é possível afirmar que as vazões
obtidas nas taxas de transferência referentes a 1 Mbps, 2 Mbps, 5.5 Mbps e 11
Mbps estão condizentes com a vazão
esperada em um ambiente real utilizando
o padrão 802.11b.
Porém, como mostrado na
tabela, as taxas de transferência de 36
Mbps e 54 Mbps não estão de acordo com
o padrão 802.11g, que em tese
alcançariam por vol-ta de 15 Mbps e 25
Mbps de vazão res-pectivamente,
considerando que o ambiente de
simulação para cada taxa demonstrada é
idêntico, inclusive em ter-mos de
distância entre nós.
Com esses resultados é possível
dizer que o NS consegue simular
adequadamente redes sem fio
infraestruturada utilizando a
especificação 802.11b, mas, possui uma
tendência a não apresentar resultados
satisfatórios em simulações com taxas
acima de 11Mbps alcançados na especificação 802.11g, sendo uma limitação
importante em relação a essa extensão do
NS. Essa tendência é indiretamente
demonstrada em Monteiro (2009), onde o
autor teve que alterar rotinas internas do
simulador para obter os resultados desejados com taxas alcançadas pelo padrão
802.11g.
6. Conclusão
O Network Simulator é utilizado
para analisar e avaliar modelos e cenários
reais de rede de computadores. Ele
permite também que se desenvolvam modificações no código a fim de propor
Revista Integralização Universitária
possíveis melhorias e alternativas em
determinado modelo de rede (MONTEIRO, 2009). Pode-se encontrar diversos exemplos dessa utilização em
artigos científicos aprovados em eventos
renomados, provando que é possível alcançar resultados interessantes e
satisfatórios através dessa ferramenta. Em
razão disso, o NS é uma alternativa bastante atraente de estudos e pesquisas.
Porém, ainda é muito fácil
implementar erradamente uma simulação
utilizando NS, onde os resultados encontrados pareçam estar certos, no entanto,
nem sempre é possível comprovar isso. O
que evidencia a necessidade de saber
exatamente o que se deseja simular e o que
se deseja alcançar de resultados, tendo um
domínio satisfatório da teoria do modelo
utilizado na simulação.
Nesse trabalho foi apresentado
os principais parâmetros de configuração
em redes sem fio infraestruturada utilizando o NS, demonstrando até que ponto
ele tende a nos fornecer resultados adequados no que tange aos sub-padrões B e
G do 802.11.
As principais dificuldades encontradas foram exatamente as limitações em reunir dados e informações
relevantes e esclarecedoras sobre simulações sem fio em NS. Grande parte dos
trabalhos relacionados apresenta apenas
resultados e experiências realizadas, sem
necessariamente disponibilizar detalhes
dos procedimentos de configuração
adotados. Portanto, existe um horizonte
bastante amplo de possibilidades para
novos estudos e pesquisas que podem
utilizar a simulação em NS como ferramenta de auxílio, inclusive até propondo
melhorias no modelo 802.11.
Nesse sentido, diversos trabalhos
futuros podem ser desenvolvidos,
utilizando outras medidas de tráfego,
outros cenários e outras configurações de
rede. Além de trabalhos que possam
programar melhorias, codificando e
alterando diretamente rotinas do NS.
7. Referências
INSTITUTE OF ELECTRICAL AND
ELECTRONIC AND ENGINEERS.
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
32
Wireless LAN medium access control (MAC)
and physical layer (PHY) specifications. IEEE
Standard 802.11, 1999.
RUBINSTEIN, M. G.; BAHL, P.; REZENDE,
J. F. Qualidade de Serviço no Controle de Acesso
ao Meio de Redes 802.11. Rio de Janeiro: UFRJ,
2002.
SINGH, H.; KWON, C. Y.; KIM, S. S.;
NGO, C. IPTV over WirelessLAN: Promises
and Challenges. IEEE Communications Society,
Korea, 2008.
http://www.isi.edu/nsnam/ns/tutorial.
Acessado em maio de 2009.
MARGALHO, M. Simulações utilizando NS
– 2004. Disponível em: http://www.cci.unama.br/margalho/simulacao/simulacao.htm. Acessado
em junho de 2009.
THE NETWORK SIMULATOR – SITE.
Disponível em: http://www.isi.edu/nsnam/ns.
Acessado em fevereiro de 2009.
PERKINS, E. C. Ad Hoc Networking. New
York: Addison-Wesley, 2001.
CROW, B. P.; WIDJAJA, I.; KIM, J. G.; SAKAI,
P. T. IEEE 802.11 wireless local area networks.
IEEE Communications Magazine, vol. 35, no. 9,
pp. 116–126, setembro de 1997.
BARBEAU, M.; KRANAKIS, E. Principles of
Ad Hoc Networking. Carleton University Canada, 2007.
PURUSHOTHAMAN, I . ; R O Y, S .
Infrastructure mode support for IEEE 802.11
implementation in NS-2. Department of EE,
University of Washington – 2009.
VELAYOS, H.; KARLSSON, G. Techniques
to Reduce IEEE 802.11b MAC Layer Handover
Time. IEEE ICC, vol. 7, pp. 3844-3848 - 2004.
MONTEIRO, Claudio de Castro, GONDIM,
Paulo de Lira. Improving Video Quality in
802.11 Networks. Mobile Video Delivery
Workshop in INFOCOM2009, Rio de Janeiro,
2009.
FERREIRA, G. Avaliação de Transmissão de
Fluxo Contínuo de Vídeo em Redes IP Sem Fio –
Padrão IEEE 802.11B e 802.11G. Dissertação
(Mestrado) – PUC, Campinas, 2007.
NUNES, J. Network Simulator – 2008.
Disponível em: http://www.4shared.com/file/109835510/d5fb0aa5/Parte_5__Network_Simula
tor.html. Acessado em maio de 2009.
NUNES, J. Especificação da Camada MAC do
Padrão 802.11 – 2009. Disponível em:
http://www.4shared.com/file/119350925/9955a1
42/Especificao_da_Camada_MAC_do_Padro_80
2.html. Acessado em maio de 2009.
GREIGS, M. Tutorial NS – 2004.
Disponível em:
Revista Integralização Universitária
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
33
Utilizando Cenários Virtuais para a Simulação de Ambientes Domésticos Controlados
por Celular
1
Silvano Maneck Malfatti
2
Igor Yepes
Gabriel Lacerda dos Santos3
Resumo: O constante avanço da
eletrônica tem possibilitado cada vez mais
a automação de atividades domésticas tais
como a ativação de aparelhos ou mesmo o
gerenciamento de mecanismos de segurança. Neste contexto, as tecnologias de
comunicação sem fio oferecido pelos
celulares, representam um grande
potencial para transformar tais aparelhos
em dispositivos de controle sem fio.
Sendo assim, através de redes como wifi
ou mesmo bluetooth é possível utilizar
telefones móveis para gerenciar tarefas
domésticas tanto localmente quanto em
longa distância. Com o intuito de testar o
impacto do uso de dispositivos móveis
para automação doméstica, este trabalho
apresenta um estudo de caso que consiste
em utilizar a tecnologia bluetooth e
cenários virtuais desenvolvidos em Java
3D para simular ambientes domésticos
controlados por celular.
Palavras chave: automação residencial,
celulares, realidade virtual.
Abstract: The constant advancement of
electronics has enabled more and more
automation of household chores such as
activation of appliances or even the
management of security mechanisms. In
this context, the wireless communications
technologies offered by mobile phones
represent a great potential to transform
these devices into wireless control
devices. Thus, through networks such as
WiFi or Bluetooth mobile phones can be
used to manage household tasks both
locally and long distance. In order to test
the impact of using mobile devices for
home automation, this paper presents a
case study that is to use the Bluetooth
technology and virtual sets of Java 3D to
simulate home environments controlled
by mobile phone.
Keywords: home automation, mobile
phone, virtual reality.
Revista Integralização Universitária
1.Introdução
Devido à rápida evolução da
eletrônica, a automação residencial vem
se tornando cada vez mais acessível à
população em geral. Segundo dados da
Aureside (Associação das Empresas de
Automação Residencial), nos últimos
cinco anos, os preços dos sistemas de
automação foram reduzidos à metade
(Aureside, 2010).
Para Gabriel Peixoto, diretor da
empresa Neocontrol, o desenvolvimento
de tecnologias nacionais e o crescimento
do número de soluções já permitem que
com cerca de R$ 2.500 seja possível criar
um projeto para comandar quatro pontos
de iluminação e duas persianas (Folha,
2010).
No Brasil, diversas indústrias e
outras empresas já utilizam sistemas de
automação para controlar máquinas,
sistemas de produção e outras funções.
Entretanto, há cerca de dez anos, a
automação começou a ser implantada
também em residências.
Os sistemas domésticos de
automação integram inúmeras
possibilidades. Por exemplo, através de
um controle remoto é possível ligar uma
lâmpada, aparelho de DVD ou mesmo
regular o volume da TV. “É possível
integrar até um chuveiro ou banheira, mas
é importante considerar quais são as reais
necessidades e o custo associado a esta
integração”, comenta Thales Cavalcanti,
diretor-executivo da Aureside.
Neste cenário, os celulares vêm
despertando o interesse de diversas
empresas bem como de pesquisadores
ligados a área de automação doméstica. A
maioria dos aparelhos populares não
possui grande capacidade de
processamento, porém oferecem um
enorme potencial para atuarem como
Palmas v.1 - n.6 - Abril-2011 / Setembro-2011
1
Mestre em Sistemas e
Computação – Professor
do colegiado de Sistemas
de Informação – Faculdade Católica do Tcantins – [email protected].
2
Mestre em Ciência da
Computação – Professor
do colegiado de Sistemas
de Informação – Faculdade Católica do Tocantins – [email protected].
3
Graduando em Sistemas
de Informação – Faculdade Católica do Tocantins – [email protected].
34
controles eletrônicos.
A maioria dos aparelhos
lançados atualmente no mercado é capaz
de transmitir e receber dados através de
tecnologias como wifi ou bluetooth.
Sendo assim, os mecanismos de comunicação sem fios oferecidos pelos
celulares podem ser utilizados para
diminuir os custos do processo de automação, tendo em vista que ao invés de
vender ao consumidor um controle de
custo elevado, é possível automatizar a
sua residência com um dispositivo que ele
já possui e está acostumado a utilizar.
Além disso, o número de celulares cresceu muito nos últimos anos, e
estatísticas apontam para uma relação de
um aparelho por habitante até o final de
2011 (Zmoginski, 2010). Portanto, se a
previsão se confirmar, em pouco tempo
cada habitante estará levando consigo um
potencial controle eletrônico móvel.
Com o intuito de avaliar o potencial de interatividade oferecido pelos
celulares no que se refere à automação
residencial, o presente trabalho propõe a
utilização da API Java3D para realizar a
simulação de ambientes domésticos controlados por dispositivos móveis. Para
tanto, o trabalho encontra-se dividido da
seguinte forma: a seção 2 apresenta trabalhos relacionados na área de automação
doméstica, a seção 3 descreve os
mecanismos de comunicação sem fios oferecidos pelos celulares, a seção 4 apresenta o estudo de caso utilizando ambientes virtuais e a seção 5 às conclusões e
trabalhos futuros.
2. Automação Doméstica – Trabalhos
Relacionados
Além de projetos comerciais
desenvolvidos por empresas, a automação
residencial também é alvo de investigação
da comunidade acadêmica. Um exemplo
dessa tendência é o projeto desenvolvido
por Scherer, no qual foi proposta a
utilização de aparelhos celulares para
automação de tarefas domésticas através
do uso de redes sem fio (Scherer & Garcia,
2006).
O sistema proposto,
desenvolvido em Delphi, é composto por
um módulo administrativo, um módulo de
monitoramento e um módulo WAP. O
módulo administrador é responsável pelo
cadastro e manutenção de usuários,
controle dos dispositivos e geração de
relatórios.
O módulo WAP permite que os
usuários se conectem a um servidor
através do celular para controlar os
dispositivos, e o módulo monitor é
responsável por verificar as tarefas
cadastradas no banco de dados
executando-as quando solicitado. O
módulo monitor serve basicamente para
disparar tarefas agendadas pelo usuário ou
mesmo verificar sensores que controlam
vazamentos ou detectam índices elevados
de fumaça.
Para este projeto, também foi
desenvolvido um hardware específico que
se comunica via USB com o computador
onde estão os módulos administrador e
monitor do sistema. O sistema exige uma
constante conexão com a internet, pois o
módulo WAP do sistema é hospedado em
um site onde o usuário precisa acessá-lo
via celular para obter o controle dos
dispositivos. A Figura 1 apresenta a
hierarquia proposta pelo projeto.
Figura 1 – Arquitetura do sistema proposto por Scherer.
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Figura 2 – Proposta para a automatização residencial utilizando a
Outro projeto interessante na
área de automação residencial consiste de
um sistema utilizando dispositivos
móveis, no qual um aplicativo desenvolvido em J2ME necessita ser instalado
no celular para permitir que os
dispositivos possam se comunicar através
de SMS com um módulo de monitoramento implementado com o auxílio de
outro celular (Oliveira, 2006). A Figura 2
apresenta o sistema proposto.
Esta proposta apresenta uma
ligeira vantagem sobre a arquitetura
apresentada na Figura 1, pois o sistema
não depende da internet para ser
operacional. Ao invés de utilizar a web
como “ponte” entre o celular e o sistema
local, a arquitetura apresentada na Figura
2 emprega dois celulares que se comunicam via mensagem SMS. Ao receber
os comandos enviados a partir do celular
do usuário o módulo local se encarrega de
repassar os comandos para um circuito
lógico que executa o procedimento
desejado, porém a utilização de SMS pode
acarretar atrasos na execução dos
processos, pois o envio e recebimento de
SMS não são realizados em tempo real e
dependem da boa performance de rede da
operadora escolhida pra este fim, um mal
funcionamento ou um congestionamento
na operadora pode ocorrer a perda de
pacotes no envio ocasionando o não
recebimento do mesmo. Outro fator preocupante é o custo no envio de cada SMS
que tem uma média de R$ 0.30 por SMS.
Além destas arquiteturas já
implementadas, também foi proposto um
framework, para a implementação de
soluções destinadas a automação
residencial via Web. Através desta especificação é possível utilizar tanto por
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computadores quanto celulares para
projetar e construir soluções
independentes da tecnologia utilizada
(Teruel, 2008).
Além disso, o framework
proposto poderá ser utilizado em sistemas
de automação via internet que contenham
pelo menos um dos sistemas definidos
pela proposta como controle de
dispositivos, monitoramento de câmeras
de vigilância ou segurança seja contra
intrusos ou acidentes.
Apesar dos projetos apresentados serem viáveis, eles possuem
algumas restrições como a necessidade de
conexão com a internet ou o custo da
comunicação para a troca de mensagens
através de SMS ou mesmo WAP
dependendo do caso. Além disso, em algumas datas como o final de ano, o
sistema da operadora pode congestionar
causando retardo ou mesmo falha na
entrega das mensagens.
Por tais motivos, o primeiro
passo para o projeto proposto neste artigo
foi avaliar tecnologias de comunicação
sem custo como bluetooth ou wifi. A
próxima seção apresenta os resultados de
um estudo comparativo en-tre ambas com
o intuído de identificar o seu potencial e
aplicabilidade no que diz respeito ao uso
de celulares para a automação residencial.
3. Wifi Versus Bluetooth
Atualmente, a maioria dos celulares conta com alguma tecnologia de
transmissão de dados sem fio como
bluetooth ou wifi. Além de possibilitarem
a troca de dados e aplicativos entre
aparelhos, estas tecnologias permitem
também a criação de programas que
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utilizam redes temporárias ou móveis para
transmitir dados e colaborar entre si.
Apesar de ambas serem voltadas
para a transmissão de dados sem fio, as
tecnologias bluetooth e wifi apresentam
algumas diferenças. As redes wifi possuem uma maior capacidade de transmissão, maiores alcance e suporte a um
numero maior de dispositivos interconectados. As redes Bluetooth, por sua vez,
são mais dinâmicas, consomem me-nos
energia e são indicadas para a criação de
redes temporárias móveis baseadas em
uma arquitetura mestre-escravo. As redes
Bluetooth possuem um alcance máximo
de 100 metros como mostra a Tabela 1.
Classe
ad-quirir um aparelho de maior custo.
Com base nessas características, o desenvolvimento do projeto apresentado neste
artigo é baseada na utilização de redes
bluetooth visando principalmente atingir
um número maior de usuários que estariam habilitados a participar dos testes.
Outra decisão tomada durante a
execução do projeto, foi a escolha pela
plataforma de implementação do sistema.
Uma das plataformas que oferece suporte
a programação para bluetooth em celulares é a J2ME. Esta versão simplificada da
plataforma J2SE possui um conjunto de
classes que oferecem suporte a programação de redes sem fio para celulares.
Potência máxima permitida
(mW/dBm)
Alcance (Aproximadamente)
Clas se 1
100 mW (20 dBm)
até 100 metros
Clas se 2
2.5 mW (4 dBm )
até 10 metros
Clas se 3
1 mW (0 dBm)
~ 1 metro
Tabela 1 – Classes do Bluetooth, com suas potências e alcance.
Em termos de automação doméstica é possível identificar diferentes
usos para cada uma dessas tecnologias. O
padrão bluetooth, por exemplo, pode ser
utilizado para a interação com equipamentos localmente, permitindo assim que
o celular atue da mesma forma que um
controle remoto para ativar, desativar ou
configurar equipamentos domésticos.
Já a tecnologia wifi, é indicada
para o controle de dispositivos a distância,
como por exemplo, uma câmera de vigilância, ou mesmo alarmes silenciosos que
avisam a presença de estranhos no interior da casa.
Além disso, outra diferença importante entre estas tecnologias refere-se
ao custo do aparelho. Atualmente, a maioria dos aparelhos celulares populares já
vêm equipados com bluetooth, entretanto,
para ter acesso a wifi o usuário necessita
Atualmente, a J2ME está presente na maioria dos celulares populares oferecidos no
mercado, o que torna esta tecnologia bastante atraente para o desenvolvimento de
aplicações voltadas a automação doméstica.
Além do aplicativo J2ME
destinado a executar no celular, o projeto
proposto neste artigo conta também com
uma aplicação em J2SE destinada a executar em um PC. A tarefa da aplicação
desktop consiste no recebimento e processamento dos comandos vindos do celular que serão utilizados para ativar os dispositivos representados no mundo virtual.
3.1 ESTABELECENDO CONEXÃO
BLUETOOTH ENTRE APLICAÇÕES
“J2ME” E “ J2SE”
Em termos de programação, a
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linguagem Java define procedimentos diferentes para a implementação da troca de
dados via Bluetooth entre celulares e
aplicações desktop. Em J2ME a abertura
de uma conexão bluetooth pode ser feita
por meio da classe Connector.
Dentre os recursos oferecidos
pela clase Connector, destaca-se o método
open() utilizado para a abertura de conexões. Através deste método, que recebe
como parâmetro um objeto do tipo String,
é possível especificar o tipo de conexão a
ser aberta. O fragmento de código a seguir
demonstra a utilização do método open()
para a abertura de uma conexão bluetooth.
Conector.open(“btspp://localhost:
0000000000000000000000AF2004BCEF”);
Este comando abre uma conexão
do tipo btspp (bluetooth serial port profile), ou seja destinada a troca de dados via
bluetooth. Para este tipo de conexão é
necessário saber o endereço do serviço de
troca de dados oferecido pelo servidor
bluetooth.
Após o estabelecimento da conexão com o servidor é preciso ainda realizar
a abertura dos canais de comunicação que
serão utilizados para o envio e recebimento de dados entre as entidades participantes. Para este procedimento a tecnologia J2ME oferece as classes DataOutputStream e DataInputStream cujos
objetos são obtidos a partir da classe Connector como mostra o código abaixo.
operacional. Entretanto, ainda são poucas
as bibliotecas de uso gratuito e que suportam diversos sistemas operacionais como
mostra a tabela 2.
Sistemas
Suportados
Tipo de
Licença
Windows, Mac,
Linux
Gratuita
somente para
Linux
API
Aventana
Bluecove
Windows, Mac,
Linux
Gratuita
Eletric Blue
Windows
Comercial
Atinav
Linux, Windows
Comercial
Tabela 2 – APIs que implementam a JSR-82 para
J2SE.
Observando a Tabela 1 é possível
constatar que apenas a API Bluecove atende os requisitos de ser gratuita e
multiplataforma (Bluecove, 2010). Para
possibilitar o suporte a bluetooth em J2SE
para várias plataformas, a Bluecove implementa a pilha de protocolos sobre
diversas tecnologias como Mac OS X,
WIDCOMM, BlueSoleil,e a pilha de
protocolos bluetooth da Microsoft.
Desta forma a Bluecove atua
como uma camada intermediária entre as
aplicações J2SE e a pilha de protocolos
bluetooth nativa do sistema operacional
como mostra a Figura 3.
1. DataOutputStream output =
connector.openDataOutputStream();
2. DataInputStream input =
connector.openDataInputStream();
Apesar da abertura de um canal
de comunicação bluetooth ser relativamente simples em J2ME, o mesmo não
ocorre com a plataforma J2SE destinada a
programas Java para desktop. Este problema ocorre pelo fato de que o pacote
responsável pela programação bluetooth
não é nativamente implementado pela
J2SE.
Para contornar o problema, existem diversas APIs que implementam a especificação JSR-82 sobre a pilha de
protocolos bluetooth do próprio sistema
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Figura 3 – Estrutura de uma aplicação J2SE com
bluetooth através da API Bluecove.
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Apesar de o projeto Bluecove ter
sido inicialmente criado por
pesquisadores da Intel, atualmente passou
a ser mantido por voluntários que
contribuem para o lançamento de novas
versões bem como aumento da
confiabilidade desta API.
A utilização da API Bluecove foi
fundamental para a concretização da
proposta de utilizar celulares para criar
ambientes domésticos virtuais controlados por celular.
4. Ambientes Virtuais Controlados por
Celular
Um dos principais campos de
atuação para a Realidade Virtual
atualmente é a simulação. Existem
diversas vantagens em simular ambientes
antes de partir para a sua construção no
mundo real, como por exemplo, redução
de custos, maior agilidade para a
realização de testes envolvendo o conceito
do produto e feedback do usuário antes
mesmo que o produto se torne real.
Devido a estas vantagens, a
proposta deste trabalho consiste em
utilizar ambientes virtuais para testar a
aceitação do usuário no que diz respeito ao
uso do celular para o controle de equipamentos domésticos.
Para tanto, utilizou-se a linguagem Java associada a sua API gráfica
Java 3D para que fosse possível implementar o mundo virtual no qual os
testes serão realizados.
exemplo, quarto, sala, cozinha, etc.
A classe BranchGroup define um
contexto gráfico onde serão inseridos os
objetos responsáveis pela mo-vimentação
da câmera ou os elementos 3D que fazem
parte da cena. No caso da sala virtual
proposta neste trabalho, foi criada dois
contextos gráficos para que fosse possível
diferenciar a câmera do mundo virtual.
Além disso, utilizou-se também
a classe TransformGroup que representa
objetos 3D que poderão sofrer transformações geométricas com translações
ou rotações ao longo da simulação. O papel desta classe é vital tendo em vista que é
através dela que são realizadas as
mudanças no cenário com base nos
comandos disparados pelo celular. A
Figura 4 apresenta o grafo de cena utilizado para a criação do ambiente virtual.
4.1. IMPLEMENTAÇÃO DO MUNDO
VIRTUAL
A API Java 3D trabalha com o
conceito de grafo de cena que possibilita
ao programador trabalhar com um nível
mais alto de abstração durante a elaboração de uma cena gráfica.
No caso da casa virtual, utilizaram-se basicamente três classes: VirtualUniverse, BranchGroup e TransformGroup. A primeira representa o universo virtual no qual podem estar registradas diversos contextos gráficos. No
caso de uma residência, cada contexto poderia definir uma peça da casa como por
Figura 4 – grafo de cena e um cenário virtual em
Java 3D.
A estrutura de cena oferecida
pelo Java3D facilitou o desenvolvimento
do protótipo, tendo em vista que
dependendo do comando enviado pelo
celular, um dos objetos transformadores é
alterado fazendo com que o objeto virtual
associado a ele passe a se movimentar na
cena.
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4.2. IMPLEMENTAÇÃO DO CONTROLE MÓVEL
A aplicação destinada a executar
no celular foi desenvolvida em J2ME com
base em dois conceitos de interface, com e
sem suporte a touchscreen. Celulares sem
o recurso irão trabalhar com interfaces
orientadas a menus enquanto que em aparelhos com touchscreen utiliza-se uma
interface baseada em componentes gráficos.
Além de permitir a interação do
usuário com os equipamentos domésticos,
o programa exibe informações sobre o estado atual de um determinado aparelho,
bem como um histórico de interações para
consultas posteriores.
Para que a interação entre o
ambiente virtual e o celular pudesse ocorrer, foi necessário desenvolver um pequeno protocolo de comunicação no qual cada
mensagem enviada a partir da aplicação
J2ME é definida por três campos. O
primeiro campo da mensagem identifica o
usuário que está disparando a ação, o segundo campo representa o equipamento
que vai sofrer a ação e o terceiro campo
será o comando propriamente dito. A Figura 5 apresenta o padrão de mensagens
utilizado.
Figura 5 – Padrão de mensagem utilizada para a
comunicação entre celular e PC.
O terceiro campo apresentado na
Figura 5 é fundamental tento em vista que
dependendo do equipamento solicitado, o
usuário contará com um número maior ou
menor de ações que poderão ser realizadas
sobre o mesmo. Por exemplo, uma
lâmpada oferece apenas os comandos
ligar e desligar. Já um ar condicionado
poderia permitir também o controle de
temperatura ou o direcionamento do fluxo
de ar. A Figura 6 apresenta uma visão
geral da arquitetura proposta.
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Figura 6 – Arquitetura proposta para a
automação de ambientes virtuais através do uso
de celulares.
É importante salientar que a pesar do sistema proposto ser baseado em
um ambiente virtual, não é preciso um
grande esforço para que o mesmo passe a
controlar um sistema real. Neste caso,
bastaria substituir os métodos que
realizam o controle dos objetos virtuais
por chamadas JNI que permitiriam a
comunicação com uma placa controladora
responsável pela ativação dos
equipamentos reais.
4. Conclusões e Trabalhos Futuros
Os aparelhos celulares representam um grande potencial em termos de
interação, pois já se encontram inseridos
em todas as faixas etárias que fazem parte
de nossa sociedade.
No projeto apresentado neste artigo, a tecnologia Bluetooth utilizada para
transformar celulares em controles destinados a operar aparelhos domésticos,
mostrou-se viável tendo em vista que testes realizados demonstraram boa aceitação por parte dos usuários bem como
ausência de delay no processo de
comunicação.
Ao permitir que cada usuário
utilize o próprio celular para realizar o
controle de sua casa permite-se a interação
de forma mais natural sem que seja
necessário produzir um controle específico. Além disso, a proposta torna a
implantação do sistema seja mais barata,
além de tornar o processo de interação
mais dinâmico tendo em vista que além de
transmitir dados, o celular pode também
armazenar o histórico de interações e permitir o agendamento de tarefas.
Como trabalho futuro espera-se
utilizar a mesma arquitetura de comunicação para a interação com objetos reais.
Para tanto será preciso utilizar uma placa
controladora associada ao computador.
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5. Referências Bibliográficas
Aureside. Associação Brasileira de
Automação Residencial. Disponível em
http://www.aureside.org.br/. Último acesso em
10/10/2010.Folha de São Paulo, 2010. “Ao
Alcance das Mãos”. Edição 22/08/2010.
Zmoginski, F., 2010. Brasil fica perto de 1
celular por pessoa. INFO Online, http://info.abril.com.br/noticias/mercado/brasil-tem-175-micelulares-vivo-lidera-22022010-29.shl. Último
acesso em 10/10/2010.
Scherer, C. C. C., Garcia, “Desenvolvimento de
um sistema para Domótica”. II Concurso Teleco de
Trabalhos de Conclusão de Curso, 2006.
Disponível em http://www.teleco.com.br/tcc/tcc_2006.asp. Último acesso em 06/10/2010.
Oliveira, A. “Protótipo de um Sistema de
Controle e Monitoração Residencial Utilizando
J2ME”. Trabalho de conclusão de curso em Engenharia de Telecomunicações. Universidade Regional de Blumenau, 2006. Disponível em
http://www.inf.furb.br/~pericas/orientacoes/CtrlR
esidencial2006.pdf. Último acesso em
03/10/2010.
Teruel, E. C. “Uma Proposta de Framework para
Sistemas de Automação Residencial com Interface
para a Web”. Dissertação de Mestrado. Centro
Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza,
2008. Disponível em http://www.centropaulasouza.sp.gov.br/posgraduacao/Trabalhos/Dissertaco
es/evandro-carlos-teruel.pdf. Último acesso em
07/10.2010.
Bluecove 2010. Disponível em http://bluecove.org/. Último acesso em 07/10.2010.
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Política Editorial
A RIU - Revista Integralização Universitária - tem como missão fomentar a geração e disseminação de novos
conhecimentos e/ou do conhecimento pré-existentes em diversas áreas de conhecimento. O público alvo da RIU é
composto por pesquisadores, professores, alunos de pós-graduação e graduação, bem como profissionais das mais
variadas áreas de conhecimento. A RIU é uma revista com publicação semestral da Católica do Tocantins. Os trabalhos
passam por um processo de análise e aprovação por parte do Comitê Editorial formado por avaliadores de diferentes
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de acordo com as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
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principais resultados; logo após 3 palavras-chave, seguido de abstract/key-words no mesmo formato.
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