Dispositivos móviles aplicado a

la instrumentación científica.

Ing. José Fernando Pérez Araujo, MScLaboratorio de Instrumentación Científica,

Facultad de Ciencias – U.L.A (LIC-C)Email: josperez@ula.ve

Contenido

• Importancia.• Antecedentes en su Instrumentación.

• Las Redes y Bandas en la telefonía móvil.

• Dispositivos móviles:– Hardware: Pantalla, Teclado, Conectividad, otros.– Software: Sistema Operativo, Lenguaje de Programación,

Emuladores, Máquina Virtual.

• Tarjetas de adquisición• Programación, transferencia de archivo e

implementación.

Importancia de los Dispositivos móviles para la instrumentación

• Portabilidad• Versatilidad• Número de Usuarios• Red de Telefonía• Servicios: Banda de voz y de datos

Antecedentes en aplicaciones

IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL SYSTEMS AND REHABILITATION ENGINEERING , VOL. 11, NO. 4, DECEMBER 2003A Rapid Speech Synthesizing Software on a PDA for Japanese With Speech Impairments

Antecedentes

A Wireless ECG System for Continuous Event Recording and Communicationto a Clinical Alarm Station

Proceedings of the 2005 IEEEA Wireless PDA-based ElectrocardiogramTransmission System for Telemedicine

A Handheld Data Acquisition System for Use in anUndergraduate Data Acquisition IEEE TRANSACTIONS ON EDUCATION, VOL. 45, NO. 4, NOVEMBER 2002

3-D Pain Drawings—Mobile Data Collection Using a PDA

IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION TECHNOLOGY IN BIOMEDICINE, VOL. 12, NO. 1,

JANUARY 2008

Redes de telefonía,

Crecimiento:

velocidad, seguridad, inmunidad al ruido, cobertura, servicios, otros.

Las Redes de telefonía, según su aparición y sus estándares:

– Redes Europa occidental: NMTS, GSM, UMTS y HSDPA

– Redes Norte América:AMPS, TDMA (IS54, IS136), CDMAone (IS95A, IS95B), CDMA2000 y CDMA 2000 1xEv, UMTS

 

Red de Datos: CSD, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, HSPA+, LTE. D-AMPS, CDMA One, CDMA2000, CDMA2000 EVDO,

DataTAC, Mobitex, TD-SCDMA, TD-HSDPA

Abreviaciones:

AMPS (Advanced Mobile Phone Service), FDMA (Frequency division multiple access), PDC (Personal Digital Cellular), TDMA (Time Division Multiple Access), GSM (Global System for Mobile communication),CDMA (Code Division Multiple Access), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunications

Systems), EV-DO (Evolution Data Optimized), EV-DV (Evolution Data/Voice), TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA), HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access),LTE (Long Term Evolution).

Red y Bandas de telefonía:

• GSM850 GSM900 GSM1800 GSM1900• CDMA450 CDMA800 CDMA900

CDMA1800 CDMA1900 CDMA2100

• UMTS800 UMTS850 UMTS900 UMTS1700 UMTS1900 UMTS2100

• iDEN800 iDEN900 PHS• AMPS 800 AMPS 850 D-AMPS • DataTAC 800 Mobitex 900 TD-

SCDMA2000Existen dispositivos tribanda, cuatribanda…, liberados (sin derechos por la empresa), que pueden operar en diferentes redes ( países ).

Cambios en la Red de Telefonía móvil

Que ofrecen los Dispositivos Moviles

• Conectividad a la Red de voz y de datos • Hardware:

– Pantalla – Teclado– Conectividad (cableada o inalámbrica)– Otros

• Software:– Sistema Operativo– Lenguajes de Programación– Emuladores de Máquina Virtual

Hardware: Pantalla y Teclado

• Tipos:• Touchscreen• Touchpad• Touchscreen & Touchpad• Pointing Stick• Touchscreen & Pointing Stick• TrackBall• Touchscreen & TrackBall• QWERTY, Numérico y especial

Hardware: Conectividad

• Cableado:– Conector propietario (Puerto Serial…)– USB (mini, micro…)– Ranuras de expansión: PC Card, Compact Flash…

• Inalámbrico:– Infrarrojo (IrDA)– Bluetooth (IEEE 802.15)– Wi-Fi (IEEE 802.11)

Hardware: Conectividad por USB

• USB 1.x client, 12Mbps• USB 1.1 host/client, 12Mbps• USB 2.0 client ,12Mbps• USB 2.0 host /client, 12Mbps• USB 2.0 host /client, 12Mbps, OTG• USB 2.0 client, 480Mbps• USB 2.0 host /client, 480Mbps , OTG

1.x

Tipos de Conectores USB

micro USB, mini USB, Tipo B, Tipo A hembra, Tipo A macho

Hardware: Conectividad por Bluetooth

• Bluetooth 1.x, Bluetooth 2.x

Hardware: Ranuras y Tarjetas de Memoria

Los dispositivos con SDIO pueden soportar diversos dis-positivos de entrada y salida compatible con dimensión SD

Hardware: Otros

• Menos importante para la Instrumentación?

– Cámara, Video, – Radio, Televisión– tonos, vibración, juegos, – tecnología en color de Pantalla, – Pantalla secundaria, – puerto IrD ...

…de seguro aumentan costo del producto .

Software: Sistemas Operativos

Por compañias, marcas u organizaciones:

• Microsoft: Windows CE, Windows Pocket PC, Windows Smartphone, Windows Mobile, Windows Phone

• Apple: iPHONE OS (iOS), Newton OS• Google : Android*• Nokia: Maemo*, Symbian OS / EPOC• GeoWorks : GEOS• Palm: Palm OS, Web OS• BlackBerry: BlackBerry OS*Linux

Software: Programación

• MS: eMbedded Visual C, C#, C++ compiler,• MS: Visual Basic,• NI: LabVIEW con Mobile Module,• CodeWarrior C/C++,• NokiaWAP Toolkit,• GCC (GNU C Compiler), • GDB (GNU DeBugger),• J2ME (Java MicroEdition)• Phyton, Qt,• App Inventor de google.

Software: Emuladores

• Para Windows CE : Pyram-ID Software´s XT-CE o también WindowsCE emulator.

• Para Palm OS: se dispone de POSE (Palm OS Emulator)

• Java posee el Emulador: J2ME Wireless Toolkit 2.0

• Otros vienen incluidos en sus entornos de desarrollo (editor, compilador, emulador), como por ejemplo: – Visual Studio (desde la Versión 2008) y – Sun One Studio Mobile Edition.

Máquina Virtual desde una PC

Ejecución de una aplicación para PDA, desde una PC, utilizando un Emulador.

Tarjeta de Adquisición con PC CardNI DAQCard 6024E 200 kS/s, 12-bit, 16 AI channels, 2 AO channels, 8 DIO lines, 2 counter/timers.

NI DAQCard 6062E 500 kS/s, 12-bit, 16 AI channels, 2 AO channels, 8 DIO lines, 2 counter/timers.

NI DAQCard 6036E 200 kS/s, 16-bit, 16 AI channels, 2 AO channels, 8 DIO lines, 2 counter/timers.

NI DAQCard 6041E 500 kS/s, 12-bit, 16 AI channels, 8 DIO lines, 2counter/timers.

Tarjeta de Adquisición con CompactFlash

NI CF-6004 200kS/s, 14-bit, 4 AI channels, 4 DIO lines.

Tarjeta de Adquisición con USB

USB-6009/USB-6009 OEM 14-bit, 48 kS/s, 8 AI channel, 12 DIO line, 1 event counter device.

USB-6501 24 DIO line, 1 event counter device.

USB-6210 16-Bit, 250 kS/s, 16 AI channels, 4 DI, 4 DO, 2 counters.

USB-6211/USB-6211 OEM 16-Bit, 250 kS/s, 16 AI channels, 2 AO, 4 DI, 4 DO, 2 counters.

Otras TDA desde versión 3.2 de DAQmx Base

NI USB-6215* 16-Bit, 250 kS/s, 16 AI channels, 4 DI, 4 DO, 2 counters, isolated

NI USB-6218*/USB-6218 OEM* 16-Bit, 250 kS/s, 32 AI channels, 2 AO, 8 DI, 8 DO, 2 counters, isolated

NI USB-9211A* 4 AI Channels, 24-bit thermocouple input module

NI USB-9215A*/USB-9215A BNC* 4 AI Channels, ±10 VDC, 16-bit simultaneous sampling analog input module

NI USB-9233* 4 AI Channels, ±5 VAC, 24-bit simultaneous sampling DSA module with IEPE

NI USB-9234* 4 AI Channels, ±5 VAC/VDC, 24-bit simultaneous sampling DSA module with IEPE

*This product is only supported with dynamic tasks in NI-DAQmx Base**This product is only supported with static tasks in NI-DAQmx Base

Programación

Transferencia de Archivo

• Para los Pocket PC, se requiere instalar:– “ActiveSync” soportado por Windows

XP o versiones anteriores, – “Mobile Device Center” para Windows

Vista.

Nota: Se descarga de la página de Microsoft

Implementación (sólo indicadores)

Ventajas y Desventajas según cantidad, calidad de objetos a visualizar

Como se implementa desde LabVIEW

Crear Proyecto con S.O. correspondiente

Emulador, Pantalla Frontal su Diagrama

Programación orientado a objetos y a eventos

CONTROLES E INDICADORES… ?

Controles e Indicadores, necesidades…

Una Maquina Virtual para cada Sistema O.

• Gmote para Android: Control remoto de música y películas ( PC<-> teléfono)

• Google Sky Maps: Para ver estrellas y constelaciones.• Google Voice: Telefonía en internet.• Youtube remote. Tu teléfono será un control remoto de youtube.• Google Plus One. La red social de Google.• Google App Inventor resucita como open source... 25 Ene 2012 – La

primera versión de la herramienta desarrollada por Google y MIT ya disponible

.» Video Control remoto» Video Control 2» Video 3

Aplicaciones del mercado

http://ytai-mer.blogspot.com/2011/04/meet-ioio-io-for-android.html

Conclusiones

• La selección adecuada de un dispositivo móvil dependerá del tipo de aplicación y grado de dificultad del problema: Automatización, Instrumentación, Control, Telemedicina...

• Para adquirir o usar en el exterior, con aplicaciones que requieran telecomunicación, se debe elegir un modelo según red existente.

• El sistema operativo definirá los emuladores y lenguajes de programación a emplear.

Conclusiones (cont.)

• En aplicaciones con adquisiciones, los puertos se deben elegir según la exigencia de velocidad de la señal a adquirir.

• De requerir puerto USB, se debe confirmar la funcionalidad de puerto USB como host, ya que en su mayoría son client.

• Los periféricos o accesorios no útiles para la aplicación, aumentan los costos.

Conclusiones (Pantalla y Teclado)• Se debe simplificar el número de objetos a ilustrar

por pantalla. Usar pantallas o menú.• En aplicaciones para personas mayores o con

muchos controles, se deben usar pantallas grandes. (≥ 2,5”).

• Los Teclados QWERTY son convenientes para el ingreso de datos, debido a que los virtuales se solapan en nuestras pantallas.

• La variedad de modelos en el mercado y el limitado número de emuladores, ocasiona emulación inadecuada. Los fabricantes deben ofrecer los soportes de software.

Conclusiones (memoria)

• Para aplicaciones que requieran grandes espacios de almacenamiento, se debe pensar en memorias externas.

• Los dispositivos PDA y móviles que soportan SDIO pueden usar dispositivos receptores como GPS, Wi-Fi o adaptadores Bluetooth, modems, lectores de códigos de barras, adaptadores IrDA, cámaras digitales y otros, diseñados para dimensiones SD

Recomendaciones

Entendemos estas comparaciones ???

Los comerciantes brindan su información completa?

Llenaría nuestros requerimientos ??

Gracias…

Barcelona ,España.

Enlaces de interés:• http://handheld.softpedia.com• http://pdadb.net• http://www.microsoft.com/windowsmobile/en-us/default.mspx• http://www.pocketpcmag.com/• http://www.pdastreet.com• http://tuxmobil.org/phones_linux.html• José F. Pérez A., Mireya Fernández, Juan Ramos. “Análisis de Características Técnicas

en Dispositivos Móviles Aplicado a la Instrumentación” IV Congreso Iberoamericano de Estudiantes de Ingeniería Eléctrica, 2010. Disponible en: www.cibelec.org.ve/2010/docs/Instrumentacion.pdf

• Microsoft Windows “Compare versions of Windows Mobile” Disponible en http://www.microsoft.com/windowsmobile/enus/meet/version-compare.mspx

• Victor Pimentel. “Android Sistema Operativo Libre para Móviles”. http://www.genbeta.com/web/android-un-sistema-operativo-libre-para-moviles-promovido-por-google

• National Instruments (Enero 2009). “Performing Handheld Measurements using LabVIEW Mobile and NI USB Data Acquisition Devices”. http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/7705

• TuxMobil (Noviembre 2008) “Teléfonos Móviles con LINUX y aplicaciones”. Disponible en http://tuxmobil.org/phones_linux.html

• National Instruments (Enero 2009). “Getting Started with the LabVIEW PDA Module for Windows Mobile” Disponible en http://digital.ni.com/manuals.nsf/websearch/4D27FC13987028B7862572FF0050C77C

• Alberto Sendín Escalona, “Fundamentos de los Sistemas de Comunicaciones Móviles, Evolución y Tecnologías”. McGraw-Hill Madrid, España 2004.

• José Manuel Huidobro, “Comunicaciones Móviles”. Thomson Paraninfo, Madrid, España, 2002.

• CDG CDMA (Enero 2009) “CDMA Developed Group” Disponible en http://www.cdg.org

• Tom Farley (Febrero, 2009), “Mobile Telephone History”. Disponible en http://www.privateline.com/PCS/history.htm

• ETSI (Enero, 2009). “European Telecommunications Standards Institute”. Disponible en http://etsi.org/

• Microsoft download Center (Enero 2009). “Virtual PC 2007”. Disponible http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=04d26402-3199-48a3-afa2-2dc0b40a73b6&DisplayLang=en

• Windows phone (Enero 2009). “ActiveSync y Mobile Device Center”. http://www.microsoft.com/windowsmobile/enus/help/synchronize/device-synch.mspx

• ITU (Enero 2009) “International Telecommunication Union”. Disponible en http://itu.org/

• 3GPP (Enero 2009). “International Telecommunication Union”. Disponible en http://3gpp.com/

• Federal Communications Commission (Enero 2009). “Third Generation Wireless System”. Disponible en http://www.fcc.gov/3G/

• 2G–cdmaOne (Enero 2009). “2G cdmaOne Operators”. Disponible en http://www.cdg.org/technology/product_pavilion/cdmaOne_operators.asp

• GSM (Enero 2009). “GSM Operator Map”. Disponible en http://www.3gamericas.org/index.cfm?fuseaction=dsp_map

• 3G-CDMA2000 (Enero 2009). “cdma2000 Operators”. Disponible en http://www.cdg.org/technology/product_pavilion/cdma2000_operators.asp

• Intel (Enero 2009). “Procesador para PDA de la Empresa Intel”. Disponible http://download.intel.com/design/chipsets/embedded/prodbrf/Atom_Product_Brief.pdf

• SD Association (Enero 2009). “Secure Digital High Capacity”. Disponible en http://www.sdcard.org/developers/tech/sdhc/

Glosario:

AMPS (Advanced Mobile Phone Service), FDMA ( Frequency division multiple access), PDC (Personal Digital Cellular), TDMA (Time Division Multiple Access), GSM (Global System for Mobile communication),CDMA (Code Division Multiple Access), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution), UMTS (Universal Mobile Telecommunications

Systems), EV-DO (Evolution Data Optimized), EV-DV (Evolution Data/Voice), TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA), HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access),LTE (Long Term Evolution).