Slawomir Nikiel, Jan Pfeiffer, Sebastian Suess PROJEKT BEZPRZEWODOWEGO DOSTĘPU DO MULTIMEDIÓW W OPARCIU O LOKALIZACJĘ UŻYTKOWNIKASesja: Sieci i systemy bezprzewodowe.Uniwersytet Zielonogórski

Pełen tekst

(1)www.pwt.et.put.poznan.pl. Sławomir Nikiel Jan Pfeiffer, Sebastian Süß* Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Uniwersytet Zielonogórski, ul. Podgórna 50 65-246 Zielona Góra S.Nikiel@issi.uz.zgora.pl *Fachhochschule Giessen-Friedberg Wiesenstr. 14, D 35390 Gießen Jan-Michael.Pfeiffer@mni.fh-giessen.de. 2005. Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne Poznań 8 - 9 grudnia 2005. PROJEKT BEZPRZEWODOWEGO DOSTĘPU DO MULTIMEDIÓW W OPARCIU O LOKALIZACJĘ UŻYTKOWNIKA Streszczenie: Bezprzewodowy dostęp do danych multimedialnych stanowi jeden z najważniejszych elementów mobilnego systemu edukacyjnego. W dziedzinie rozrywki i edukacji intuicyjny dostęp do zróżnicowanego przekazu stanowi istotny element multimodalnego interfejsu użytkownika. Artykuł ten przedstawia propozycję mobilnego systemu dostępu do multimediów opartego o lokalizację użytkownika. System oparty jest o technologię Bluetooth co zapewnia wykorzystanie powszechnie dostępnych zasobów sprzętowych.. 1. WSTĘP Instytucje zajmujące się kulturą, sztuką i edukacją stają przed wyzwaniami powszechnej informatyzacji [1,2]. Intuicyjny i bezprzewodowy dostęp do cyfrowych danych medialnych powinien stanowić istotny element działania w obszarze edukacji wspomaganej elektronicznie. Cyfrowe wideo, obrazy, tekst i ilustracja dźwiękowa są proste i zrozumiałe w odbiorze i mogą w dużym stopniu zaspokajać indywidualne potrzeby edukacji i uzupełniania informacji dotyczącej np. wybranej ekspozycji w muzeum [2,3,4]. Doświadczenie multimodalnego przekazu może nawet spowodować przeniesienie użytkownika w wyimaginowany świat który zapewnia szerokie odniesienie dla obiektu ekspozycji [5]. W ten sposób można uzyskać środowisko zwiększające u użytkownika motywację do zgłębiania wiedzy. Cyfrowe media są powszechnie używane do prezentacji informacji w sieci www, niemniej jednak ich popularność w środowiskach mobilnych jest dużo mniejsza. Wpływa na to zarówno nieznajomość technologii jak też duży koszt wdrożenia aplikacji z dostępem bezprzewodowym. Występuje więc zapotrzebowanie na efektywny system integrujący w sobie bezprzewodową transmisję danych, multimedia i popularne terminale takie jak telefony 3G i palmtopy oraz palmofony [6]. Biorąc pod uwagę bezprzewodową komunikację istnieje kilka technologii na których może być oparty system m-edukacji, włączając WiFi, IrDA i GSM [6,7,8,9]. Dostępne rozwiązania oparte o lokalizację mobilnych systemów edukacyjnych bazują zwykle na komputerach typu notebook i systemach lokalizacji satelitarnej GPS [3,4,5]. Pozycjonowanie użytkownika na podstawie systemu GPS sprawdza się w terenie otwartym, nie jest jednak odpowiednią technologią dla pomieszczeń w budynkach. Zwiedzający wystawy w muzeach zwykle zaopatrzeni są w urządzenie mobilne na. PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005. czas wizyty. Mogą oni swobodnie, we własnym tempie zwiedzać wystawę i w pobliżu eksponatu uzyskać dodatkową informację na jego temat. Informacja jest wyświetlana na życzenie na Tablet PC lub na palmtopie. Niektóre urządzenia mogą być wyposażone w system śledzenia pozycji [3,5]. Dla powierzchni zamkniętych, lokalizacja może się odbywać np. przy wykorzystaniu pozycjonowania w sieci WiFi, lub przy pomocy terminali IrDA. Selekcja i podgląd informacji w postaci tekstu i statycznych obrazów stanowi najbardziej popularne typ interakcji użytkownika z systemem. Większość rozwiązań zapewnia prosty wybór obiektu z listy lub z grupy oznakowanych ikon [6,7,8]. Wybór jest przesyłany wraz z lokalizacją użytkownika do centralnego serwera który przesyła informację dostosowaną do potrzeb użytkownika (np. w wybranym języku). W ten sposób można dostarczyć zwiedzającemu/ zwiedzającej treści zgodne z aktualnie oglądanym eksponatem. Niniejszy artykuł przedstawi projekt mobilnego systemu dostępu do danych medialnych, opartego o technologie Bluetooth. Takie rozwiązanie pozwala na zaprojektowanie nisko-budżetowego systemu mogącego mieć zastosowanie w wielu instytucjach. 2. LOBIS- SYSTEM INFORMATYCZNY OPARTY O LKALIZACJĘ UŻYTKOWNIKA LoBIS( Location-Based Information System) jest środowiskiem opartym o technologię Bluetooth, zaadoptowanym do dostarczanie treści medialnej do urządzenia mobilnego jakim jest palmtop lub palmofon. Funkcje systemu zawierają przechowywanie mediów cyfrowych, administrację zasobami oraz bezprzewodowe dostarczanie informacji w oparciu o lokalizację i wybór użytkownika. Informacja powinna odpowiadać obiektom będącym w najbliższym otoczeniu użytkownika- osoby zwiedzającej. Użytkownik ma dostęp do różnego rodzaju mediów dostępnych na urządzeniu przenośnym. System jest podzielony na dwie części: serwer i klient (Rys. 1). Z powodu ograniczonych zasobów urządzenia mobilnego, większość operacji związanych z przechowywaniem i przetwarzaniem mediów jest przeniesiona na stronę serwera. Serwer związany jest z bazą danych, która przechowuje wszystkie dane medialne które mogą być dostarczone do mobilnego użytkownika.. 1/3.

(2) www.pwt.et.put.poznan.pl. że zwiedzający posiada palmtop POCKET PC z obsługa Bluetootha. Dodatkowo na urządzeniu jest zainstalowana aplikacja Klienta.. „LoBIS“ SERWER. • Przechowywanie informacji. • Dostarczanie informacji • Zarządzanie informacją • Zarządzanie dostępem • Zarządzanie systemem. KLIENT (urządzenie mobilne). • • •. Połączenie z serwerem. 1.. Serwer generuje bilet umożliwiający dostęp do danych. Bilet zostaje przekazany do Klienta poprzez system LoBIS.. 2.. Aplikacja Klienta łączy się z serwerem wykorzystując przydzielony bilet.. 3.. Użytkownik zwiedzając wystawę staje na przeciwko eksponatu 4. Pragnie otrzymać informację dodatkową o tym obiekcie. Spoglądając na trzymane przez siebie urządzenie mobilne widzi ikony/listę obiektów z ekspozycji naprzeciwko której stoi.. 4.. Użytkownik wybiera eksponat nr 4 (Sabrinus Binim) z pośród dostępnych obiektów. Aplikacja Klienta wysyła żądanie do serwera o dane medialne dostępne dla wybranego eksponatu.. 5.. Serwer przeszukuje zasoby i tworzy listę dostępnych informacji/mediów. Ta lista jest wysłana do aplikacji Klienta.. 6.. Użytkownik wybiera z listy żądaną informację. Aplikacja klienta wysyła do serwera znacznik identyfikujący wybrane media.. 7.. Serwer wybiera informację w żądanym formacie i wysyła ją do aplikacji klienta.. 8.. Informacja medialna jest odtwarzana na palmtopie użytkownika.. Wybór informacji Odtwarzanie mediów. Rys 1. Architektura systemu LoBIS Dodatkowo, serwer zarządza całym systemem oraz jest odpowiedzialny za proces autoryzacji dostępu do zasobów medialnych. Klient jako część systemu jest aplikacją uruchamialną na palmtopie lub palmofonie (Pocket PC). Zasadniczym elementem aplikacji jest zbiór funkcji tworzących graficzny interfejs użytkownika (GUI). Aplikacja zajmuje się także komunikacją z serwerem oraz odtwarzaniem treści medialnej. System wykorzystuje różne typy mediów: tekst oraz hyper-tekst z możliwością wstawiania znaczników (txt, HTML), obrazy statyczne (JPEG, PNG, GIF), cyfrowe audio (strumieniowany format audio Real Media V8) oraz cyfrowe wideo (strumieniowany format wideo Real Media V8). Rys. 2 obrazuje przykładowy schemat pomieszczenia z czterema eksponatami. Przy górnej oraz przy dolnej części diagramu uwidocznione są punkty dostępu Bluetootha BTAP (Blue Tooth Access Point), które są podłączone do serwera poprzez sieć LAN. Każdy BTAP jest odpowiedzialny za dostarczanie informacji na temat pobliskich eksponatów. BTAP 1 przekazuje informacje na temat obiektów 1 i 2, a BTAP 2 na temat obiektów 3 i 4. Jeżeli użytkownik systemu znajdzie się w pomieszczeniu, jego urządzenie będzie się łączyć z BTAP o najsilniejszym sygnale. W idealnym przypadku będzie to miało miejsce gdy użytkownik znajdzie się w mniejszej odległości do jednego z terminali.. Na podstawie bieżącej pozycji użytkownika, system dostarcza listę dostępnych informacji skojarzonych z obiektami ekspozycji znajdującymi się w najbliższej odległości od zwiedzającego(Rys. 3 i Rys. 4).. Rys. 2: Przykładowa architektura systemu Aby użytkownik mógł mieć dostęp do informacji, musi najpierw uzyskać „bilet” przydzielany przez serwer. Przykładowy scenariusz wykorzystania systemu zakłada,. PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005. Rys. 3: Aplikacja LoBIS –wybór katalogu. 2/3.

(3) www.pwt.et.put.poznan.pl. 3.3. SZYBKOŚĆ POŁĄCZEŃ Przeciętny czas zestawienia połączenia w sieci Bluetooth wynosi około 3-4 minuty. W związku z tym ta technologia nie może być stosowana w systemach wymagających szybkiego połączenie urządzenia bezprzewodowego z siecią. W aplikacjach edukacyjnych zwykle nie ma potrzeby szybkiej realizacji połączenia z systemem, więc czynnik ten można pominąć. 4. WNIOSKI. Rys. 4: Aplikacja LoBIS –wybór mediów 3. WYBRANE UWAGI O BLUETOOTH Technologia Bluetooth została zaprojektowana do zastąpienia przewodów łączących urządzenia elektroniczne łączem bezprzewodowym. Nie uwzględniano przy tym lokalizacji urządzeń. W związku z tym przy wykorzystaniu tej technologii pojawia się parę ograniczeń. Są one przedyskutowane w tej sekcji artykułu.. Artykuł przedstawił propozycję prototypowego rozwiązania mogącego mieć zastosowanie w bezprzewodowych systemach edukacyjnych (mlearning). Technologia Bluetooth wraz z PDA zapewnia rozwiązanie o wysokiej wydajności przy jednoczesnym względnie niskim koszcie wdrożenia systemu. Zastosowanie popularnej technologii pozwala na szybką rekonfigurację systemu a standardy wykorzystanych mediów cyfrowych zapewniają możliwość szybkiego tworzenia treści medialnej odpowiedniej dla danego rozwiązania. W ten sposób można zaprojektować mobilny i multimedialny system edukacyjny, który posiada dodatkową możliwość wykorzystania lokalizacji użytkownika dla odpowiedniego profilowania dostarczonej mu informacji. LITERATURA [1]. Sauter J., Monath. G, “The New Media at Museums and Exhibitions”, Proc. of EVA Berlin 2004, p.21. [2]. Renault S., Stachel O., “Experience-oriented 3D Kiosk with Contactless Interaction for Exhibitions and Museums”, Proc. of EVA Berlin 2004, pp.4046. [3]. Holweg D. et al, “GEIST-History Experience at Face”, Proc. of EVA Berlin 2004, pp. 87-91. [4]. Geist home page http://www.tourgeis.de/. [5]. Archeoguide home page http://archeoguide.intranet.gr/. [6]. Bieber G., “MOBIS-Mobiles Besucher Informationsystem”, Proc. of EVA Berlin 2003, pp. 18-23. [7]. Gries D., “Mobile Computing in Muesum: Das Projekt eines mobile companion im museum mobile der AUDI AG in Ingolstadt”, Proc. of EVA Berlin 2003, pp. 24-28. [8]. Bieber G.,”A New Generation of Personal Navigation System for Fairs and Exhibitions”, Proc. of ISI 2001, Academic Press Canada, pp. 2894-300. [9]. Coors V., Huch T., “Matching Buildings: Pose Estimation in an Urban Environment”, Proc. of TIDSE 2003. 3.1. DOKŁADNOŚĆ Technologia Bluetooth operuje na komunikacji o bliskim zasięgu, teoretycznie w maksymalnym zakresie od 10 m do 100 m. Dwa urządzenia posiadające Bluetooth mogą nawiązać łączność o ile ich dystans jest mniejszy niż maksymalny zakres łączności. Ta cecha może być wykorzystana w systemie opartym o lokalizację. Jeżeli użytkownik znajdzie się w pobliży BTAP jego urządzenie nawiąże połączenie. Jednak oznacza to, że jeżeli jeden z BTAP obsługuje część wystawy, to drugi terminal powinien znaleźć się w odległości nie mniejszej niż 10 metrów. Możliwe jest też aby jeden BTAP obsługiwał kilka eksponatów, których wybór zostanie podanie przekazany użytkownikowi w postaci ikon lub listy. Możliwe jest też skonfigurowanie urządzenia mobilnego do wyboru BTAP o najsilniejszym sygnale, wskazującym na bliską odległość od wybranej ekspozycji. 3.2. KOSZTY Każde urządzenie Bluetooth ma ograniczoną liczbę równoległych połączeń. Jeżeli więc lokalna sieć ma obsłużyć większą liczbę klientów, musi wzrosnąć liczba punktów dostępu BTAP co wpłynie na koszt realizacji systemu.. PWT 2005 - POZNAŃ 8-9 GRUDNIA 2005. 3/3.

(4)