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A última parte do paper Bröring et al (revista "Sensors", v. 11, 2011) traz os principais desafios e o trabalho futuro necessário à nova geração de SWE proposta pelo OGC. Os autores identificaram 6 tópicos que se relacionam a esses desafios:

1. Aumentar interoperabilidade: embora o SWE já tenha sido provado em diferentes tipos de aplicações, ainda não é muito utilizado em sistemas produtivos, comerciais. Uma razão para isso pode ser seu alto grau de flexibilidade, desenhado para abranger um amplo espectro de sensores e sua heterogeinicidade, mas que pode ser genérico demais para atender a flexibilidade requerida em certa aplicação.

2. Facilitar a integração de sensores e serviços: a integração dinâmica de sensores ainda não é um realidade completa no framework SWE; com os métodos existentes não é forma absolutamente direta de se integrar "on-the-fly" sensores do Sensor Web com mínima intervenção humana. Por outro lado, os serviços também não estão preparados para receber e fazer uso dos dados de sensores de forma dinâmica. Existe, portanto, um vazio de interoperabilidade entre essas duas camadas. Uma abordagem promissora para preencher esse vazio é o modelo Sensor Interface Descriptor (SID) que estende o SensorML, como forma de descrever formalmente o protocolo de um sensor.

3. Estender o conceito de Evento de Sensor Web para uma arquitetura comum de Eventualização: a recente inclusão de mecanismos de alerta e notificação de evento foi um grande avanço no SWE. Mas como a necessidade de mecanismos desse tipo não se restringe ao conceito de Sensor Web, mas pode se estender até o conceito de SDI (Spatial Data Infrastrucuture), é importante estender esse avanço do SWE de forma a se tornar uma arquitetura comum de "eventualização" que poderia ser utilizada em diferentes contextos.

4. Avaliar qualidade de dados, proveniência e incerteza: conhecimentos dessas dimensões é fundamental para a correta aplicação das observações de sensores. Um aspecto seria definir um modelo comum para integrar incerteza proveniente de dados de sensores em, por exemplo, modelos ambientais que seus dados alimentariam. "Uncertainty Makeup Language" (UncertML) (Williams et al., 2009)  é uma abordagem que pode ser utilizada nesse contexto.

5. Materialização da Sensor Web Humana e integração de Redes Sociais com Sensor Web: integrar o conceito de conteúdo gerado por usuários também ao Sensor Web, tais como descrições textuais de pessoas ou coletados por sensores embarcados, por exemplo, em smart phones.

6. Ativar o Sensor Web Semântico : uso de semântica, apoiada em Ontologias, para facilitar a descoberta e uso de dados de sensores através do SWE.

Os autores concluem que a nova geração SWE significa um passo a frente. Mas que ainda há desafios para que ela o framework se torne cada vez mais abrangente e em linha com os avanços tecnológicos e as novas necessidades que são a cada dia criadas. Eu ressalto particularmente a integração da Sensor Web Humana, pois entendo o conceito de que cada um de nós é potencialmente um sensor como extremamente promissor e revolucionário. Imagine se cada um de nós pudesse colaborar, mesmo que sem intervenção direta, para a tomada de decisão informada e acertada nos mais diversos níveis geográficos. O fundamento para isso já existe, basicamente. A palavra-chave aqui é sempre a interoperabilidade, para que "tudo possa conversar com tudo".

Por: Rodrigo Sperb

O paper discute a nova geração do SWE, trazendo os  desenvolvimentos recentes e disucssão das principais mudanças conceituais. Mas também traz novos conceitos em discussão ou considerados como melhores práticas, porém ainda sem aprovação para fazer parte dos padrões OGC.

O SWE teve seu início quando o OGC iniciou o grupo de trabalho para sua discussão em 2003, sendo que a primeira geração (SWE 1.0) dos padrões foi aprovada entre 2006 e 2007. O framework atual oferece as seguintes funcionalidades:

- Descrição dos dados de sensor para possibilitar futuro processamento

- Descrição dos metadados do sensor, incluindo propriedades e comportamento dos sensores, assim como correlacionando a confiabilidade e acurácia das medições coletadas

- Acesso as observações e metadados dos sensores baseada em formatos de dados padronizadados e mecanismos apropriados de busca e filtros.

- Requisição de sensores para aquisição dos dados de medições

A nova geração SWE adiciona as seguintes funcionalidades às existentes:

- Mecanismos de “eventualidade” que avançam as funcionalidades básicas de alerta da primeira geração

- Descoberta de recursos de sensores e suas observáveis (variáveis medidas)

Uma outra mudança formal, que se refere a todos padrões novos ou candidatos do OGC, é o novo modelo modular de especificações, que torna mais restrita a compatibilidade, mas facilita os testes de conformidade de componentes compatíveis com as especificações.

A Fig. 1 ilustra as mudanças na nova geração SWE. SWE Common se refere aos tipos comuns e básicos de dados dentro do framework SWE. O&M define um padrão independente de domínio, um modelo conceitual para a representação de medições de dados (espaçotemporais), baseado em GML (Geography Markup Language, um padrão de dados espaciais do OGC). SensorML descreve os metados dos sensores, incluindo os processos relacionados aos mesmos (seja a coleta de dados ou até mesmo um pós-processamento de dados previamente coletados). Através dssa linguagem de metados pode-se permitir a descoberta de sensores via web, fornecer informações suficientes para se entender e analisar os dados produzidos pelos sensores, além de permitir o entendimento dos processamentos realizados, para que se possa reconstruir  como os dados foram construídos. Já o EventPaternML permite o reconhecimento de padrões de resultados relevantes, que designam uma “eventualidade”, permitindo envios de alerta quando esses acontecem (e.g.: ocorrência de valores acima do permitido).

Fig 1: New generation of SWE

No próximo post, o último dessa série, veremos o futuro dessa nova geração de SWE, seu impacto, mas também seus desafios.

Por: Rodrigo Sperb

Continuando o artigo desse mês, publicado na revista "Sensors' (v. 11, 2011), de autoria de Bröring et al., vamos agora entender melhor os precedentes em Sensor Web, ou seja, o estao-da-arte dessa tecnologia antes de abordar a nova geração de Sensor Web Enablement sendo desenvolvida no contexto do OGC (Open Geospatial Consortium).

Antes de mais nada, é importante ressaltarmos, em linhas gerais, o que é Sensor Web. Nada mais, nada menos, do que a concepção de mecanismos para conectar sensores (e suas medições) com aplicações Web. Ou melhor, fazer com que resultados das medições desses sensores estejam disponíveis para aplicações Web. Isto quer dizer que o se conhece por Sensor Web pode ser compreendido como um "middleware" que ajuda a tratar a heterogeinidade dos sensores, fazendo-os utilizáveis em nível de aplicação.

Neste contexto, Sensor Web Enablement (SWE) é uma das formas de se fazer esse "meio-de-campo" por assim dizer. Um padrão internacionalmente aceito e aprovado no que tem sido um ditante de regras padronizadas mundo afora na área geoespacial - a OGC. Mas isso não descarta existência de outras formas, de outros mecanismos. Por ser um padrão de código aberto, é claro que o SWE possui inúmeras vantagens competitivas, principalmente pela transparência, facilitando a implementação de soluções desde que os níveis de sensores e de aplicação estejam preparadas para "aceitar" esse padrão internacional.

Existem, tradicionalmente, dois níveis em que "middlewares" se fazem necessários no contexto Sensor Web. O primeiro deles é na comunicação dos sensores em si e a rede local para recepção das medições. Ou seja, a grosso modo, estamos falando da interconexão sensor-computador para registrar as medições. O segundo nível de "midleware" é o que tem sido foco do SWE até o momento, que é o de facilitar a chegada de medições registradas dos sensores até aplicações Web.

Mais recentemente, entretanto, iniciativas têm emergido no sentido de disponibilizar verdadeiras centrais de serviços de Sensor Web, os chamados "Portais" de Sensor Web. Note que isso é um grau mais complexo de integração do que uma simples conexão sensor-aplicação Web. Esses portais normalmente oferecem a possibilidade de registrar sensores, carregar dados de sensores, fazer buscar em dados de sensores armazenados. Esse conceito é diametralmente divergente ao do SWE, que é fundamentado na descentralização, ao invês da centralização de dados.

É nesse complexo intermédio que uma nova geração do SWE passou a fazer sentido para o o OGC. Os novos conceitos por trás, ou mesmo conceitos que têm sido abordado em literatura, mas ainda não foram considerados pelo OGC, são parte do que é discutido no paper, e será apresentado nos próximos posts, quando entrarmos de vez na nova geração de SWE.

Por: Rodrigo Sperb

Embora com uma semana de atraso, recomeço agora nossa série de posts relacionados a um artigo científico recentemente publicado na área de Geomática. Relembro que nossas séries passam a ser mensais, não mais semanais. Feita essa ressalva, vamos ao que interessa.

O artigo desse mês fala de SWE - Sensor Web Enablement, que é, digamos assim, o processo de integração de diferentes sensores dentro de um mesmo paradigma, homogeinizando, por assim dizer, o ambiente heterogêneo dos diversos sensores que possam existir. Publicado na revista "Sensors' (v. 11, 2011), de autoria de Bröring et al., o paper traça um panorama do que há de mais recente nesse context, ressaltando o processo de padronização proposto pelo OGC (Open Geospatial Consortium), a chamada iniciativa  SWE.

A origem dessa iniciativa remonta ao advento de sensores cadas vez menores e mais custo-efetivos, surgindo a necessidade de integrar os diversos sensores para uma avaliação mais completa, por exemplo, do ambiente sendo monitorado. Imagine o seguinte, uma equipe ligada ao monitoramento ambiental de um lago natural tem a possibilidade de instalar diversos sensores para capturar diferentes parâmetros ou indicadores de qualidade ambiental. O problema que segue é como integrar de forma efetiva esses resultados, sem demandar a coleta "in loco" dos resultados, planilhamento, agrupamento dos resultados dos diversos sesnsores. Mais do que isso, deseja-se ter, ainda, a possibilidade de acessar, quem sabe em tempo real, via internet os resultados desse monitoramento. Dessa necessidade surge o SWE, como uma forma de padronizar o envio dos resultados de forma que um sistema computacional preparado para receber tal protocolo web service padronizado possa fazer o trabalho de intergrar todos os resultados. A palavra-chave aqui é interoperabilidade, na forma de interface padronizada, sem importar muito a origem do sensor em questão, quem fabricou, como fabricou, como funciona, desde que ele seja capaz de se comunicar com esse interlocutor (SWE) padronizado.

O artigo parte da iniciativa SWE do OGC (que data de 2003), da explicação da primeira geração de de SWE, para avaliar as modificações previstas na nova geração, com novos padrões e especificações previstos. Tudo isso para abranger novas necessidades no contexto Sensor Web, como a integração desses sensores no contexto SDI - Spatial Data Infrastructure.

Por: Rodrigo Sperb