UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLÉGIO POLITECNICO DA UFSM PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA DE PRECISÃO DESENVOLVIMENTO DE APLICATIVOS CR CAMPEIRO MÓBILE - CASO DE TESTE: SISTEMA OPERACIONAL ANDROID DISSERTAÇÃO DE MESTRADO Gustavo Heydt Réquia Santa Maria, RS, Brasil 2013
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DESENVOLVIMENTO DE APLICATIVOS CR CAMPEIRO MÓBILE - … · Réquia, Gustavo Heydt Desenvolvimento de aplicativos CR Campeiro Móbile - Caso de teste: Sistema Operacional Android
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLÉGIO POLITECNICO DA UFSM
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA DE PRECISÃO
DESENVOLVIMENTO DE APLICATIVOS CR CAMPEIRO MÓBILE - CASO DE TESTE:
SISTEMA OPERACIONAL ANDROID
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Gustavo Heydt Réquia
Santa Maria, RS, Brasil
2013
DESENVOLVIMENTO DE APLICATIVOS CR CAMPEIRO MÓBILE - CASO DE TESTE: SISTEMA OPERACIONAL
ANDROID
Gustavo Heydt Réquia
Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado Profissional do Programa de Pós-Graduação em Agricultura de Precisão, Área de Concentração em Tecnologias em Agricultura de Precisão, do colégio Politécnico da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de
Mestre em Agricultura de Precisão.
Orientador: Prof. Dr. Enio Giotto
Santa Maria, RS, Brasil
2013
Réquia, Gustavo Heydt Desenvolvimento de aplicativos CR Campeiro Móbile - Caso de teste: Sistema Operacional Android / por Gustavo Heydt Réquia. – 2013. 70p.; 30 cm Orientador: Enio Giotto Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Santa Maria, Colégio Politécnico da UFSM, Programa de Pós-Graduação em Agricultura de Precisão, RS, 2013. 1. Android 2. Agricultura de Precisão 3.GPS I. Giotto, Enio II. Título.
Ficha catalográfica elaborada através do Programa de Geração Automática da Biblioteca Central da UFSM, com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
Data e local da defesa: Santa Maria, 12 de Junho de 2013.
Este trabalho teve como desafio disponibilizar algumas tecnologias (aplicativos) para
os produtores rurais, como ferramenta para promover a competitividade do agronegócio
brasileiro, utilizando smartphones e tablets, com sistema operacional Android, já
popularizado pela comunidade em geral. Com o desenvolvimento desses aplicativos, o
usuário não terá necessidade de adquirir outro aparelho especifico de GPS para coletar
dados e depois descarregá-los em um computador desktop para fazer o processamento dos
mesmos, pois os dados serão coletados por meio da tecnologia popularizada, o qual tem
uma de suas funções o GPS e serão processadas no próprio dispositivo. Para o
desenvolvimento desses sistemas serão utilizados, linguagem de programação Java,
linguagem UML entre outros softwares necessários para o desenvolvimento dos mesmos.
Sendo assim, os sistemas propostos têm como objetivo auxiliar a agricultura de precisão
utilizando dispositivos móveis e processamento em tempo real.
Palavras-chave: Android. Agricultura de Precisão. GPS.
ABSTRACT
Master’s degree dissertation Master Course in Precision Agriculture
Federal University of Santa Maria
APPLICATION DEVELOPMENT CR CAMPEIRO MOBILE
TEST CASE: ANDROID OPERATING SYSTEM AUTHOR: GUSTAVO HEYDT REQUIA
SUPERVISOR: ENIO GIOTTO Santa Maria, June 12, 2013.
The present work had the purpose of making a few technologies (applications)
available for farmers as a tool to promote the competitive edge of brazilian
agribusiness by using smartphones and tablets with Android operating system
already popularized by general community. With the development of these
applications, user will not need to acquire another specific GPS device for data
collection and subsequent discharging on a desktop computer in order to process
them because data will be collected through the technology popularized, which has
the GPS as one of its functions, and posteriorly processed on the device itself. The
development of these systems will require Java programming language and UML
language among other softwares necessary to develop them. Thus, the systems
proposed have the purpose of supporting precision agriculture by using mobile
devices and real time processing.
Key words: Android. Precision Agriculture. GPS.
LISTA DE FIGURAS
Figura 01- Ponto 2D, Amostra e Polígono ........................................................... 15 Figura 02- Representação Geométrica de Grade Regular .................................. 16 Figura 03- Representação Geométrica de Imagem ............................................ 17 Figura 04- Sistema de Coordenadas Geográficas .............................................. 18 Figura 05- Folha na escala 1:1.000.000 que abrangem o Brasil ......................... 18 Figura 06- Ciclo da Agricultura de Precisão ........................................................ 20 Figura 07- Tela Inicial do Aplicativo CR Campeiro7 ............................................ 23 Figura 08- Casos de uso das funcionalidades ..................................................... 31 Figura 09- Casos de uso do aplicativo GPS MALHA .......................................... 32 Figura 10- Diagrama de Atividade - Fluxo Principal ............................................ 32 Figura 11- Tela Inicial do Software ...................................................................... 33 Figura 12- Complementar ação usando .............................................................. 34 Figura 13- Coordenadas Com Mapa e Sem Mapa .............................................. 34 Figura 14- Configuração do Android ................................................................... 35 Figura 15- Visualizar no Google Maps ................................................................ 36 Figura 16- Tela Malha de Amostragem ............................................................... 37 Figura 17- Tela de Gerar Malha - sem mapa ...................................................... 37 Figura 18- Tela de Gerar Malha - com mapa ...................................................... 38 Figura 19- Tela de Gerar Malha - sem mapa / com mapa ................................... 39 Figura 20- Tela Ler Malha ................................................................................... 39 Figura 21- Tela Calcular a área ........................................................................... 40 Figura 22- Tela de projetos ................................................................................. 41 Figura 23- Tela de Cadastro do Projeto .............................................................. 41 Figura 24- Tela de Cadastro de Pontos do Projeto ............................................. 42 Figura 25- Tela de informações do aplicativo ...................................................... 43 Figura 26- Casos de uso do aplicativo MAPAGEO ............................................. 44 Figura 27- Diagrama de Atividade - Fluxo Principal MAPAGEO ......................... 44 Figura 28- Tela Inicial do Aplicativo MapaGeo .................................................... 45 Figura 29- Tela Sobreposição de Imagens ......................................................... 45 Figura 30- Tela Sobreposição de Imagens - Menu ............................................. 46 Figura 31- Tela Sobreposição de Imagens - Selecionando MDT ......................... 47 Figura 32- Tela Sobreposição de Imagens - Valor .............................................. 47 Figura 33- MapaGeo - Informações .................................................................... 48 Figura 34- Casos de uso do aplicativo INTERPAP ............................................. 49 Figura 35- Diagrama de Atividade - Fluxo Principal INTERPAP ......................... 49 Figura 36- Tela Inicial do Aplicativo InterPAP ..................................................... 50 Figura 37- Tela Interpolação ............................................................................... 50 Figura 38- Tela Interpolação - Configuração ....................................................... 51 Figura 39- Tela Interpolação - Selecionar Banco de Dados ................................ 51 Figura 40- Tela InterPAP - Valor da interpolação ................................................ 52 Figura 41- InterPAP - Informações ....................................................................... 53 Figura 42- Pontos georeferenciados na UFSM ................................................... 54
LISTA DE TABELAS
Tabela 01- Localização dos Marcos da UFSM .................................................... 55 Tabela 02- Distância dos pontos por coleta, estimadas pelo primeiro aparelho .. 55 Tabela 03- Áreas (ha) estimadas pelo primeiro aparelho ..................................... 56 Tabela 04- Distância dos pontos por coleta, estimadas pelo segundo aparelho . 56 Tabela 05- Áreas (ha) estimadas pelo segundo aparelho ................................... 57 Tabela 06- Distância dos pontos por coleta, estimadas pelo terceiro aparelho . 57 Tabela 07- Áreas (ha) estimadas pelo terceiro aparelho ..................................... 58 Tabela 08- Distância dos pontos por coleta, estimadas pelo quarto aparelho .... 58 Tabela 09- Áreas (ha) estimados pelo quarto aparelho ...................................... 59 Tabela 10 Distâncias dos pontos por coleta, estimadas pelo quinto aparelho ..... 59 Tabela 11- Áreas (ha) estimadas pelo quinto aparelho ....................................... 60 Tabela 12- Distância dos pontos por coleta, estimadas pelo sexto aparelho ...... 60 Tabela 13- Áreas (ha) estimadas pelo sexto aparelho ......................................... 61 Tabela 14- Médias das distâncias dos pontos por coleta .................................... 61 Tabela 15- Médias das Áreas (ha) coletadas ...................................................... 62
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AP Agricultura de Precisão API Application Programming Interface - Interface de Programação de
Aplicativos DoD Departament of Defense - Departamento de Defesa dos Estados
Unidos da América FAO Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação GeoGif Imagem Gereferênciada GeoTXT Dados Georeferenciados em arquivo texto GIS Geographic Information System - Sistema de Informações Geográficas GPRS General Packet Radio Service - Serviço de Rádio de Pacote Geral GPS Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global HA Hectares IDE Integrated Development Environment - Ambiente Integrado para
Desenvolvimento de Aplicativos MDT Modelo Digital de Terreno NAVSTAR - GPS Navigation Satellite with Time and Ranging - Global Positioning System OCDE Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico OHA Open Handset Alliance OOP Object-oriented programming - Programação orientado a objetos PAP Projeto de Agricultura de Precisão PIB Produto Interno Bruto SDK Software Development Kit - Kit de Desenvolvimento de Software SGBD Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados SIG Sistema de Informações Geográficas SO Sistema Operacional UML Unified Modeling Language - Linguagem de Modelagem Unificada UFSM Universidade Federal de Santa Maria UTM Universal Transverse Mercator WIFI Wireless Fidelity - Fidelidade sem fio
A Tabela 13 demonstra os dados de cada coleta do sexto aparelho, com a
área total, a porcentagem de erro e análise baseada no calculo do erro aceitável de
JORDAN.
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Tabela 13 - Áreas (ha) estimadas pelo sexto aparelho
Coleta (hs) Área % Jordan
1ª Coleta - 08h 46,36 - 0,064 Aceitável 2ª Coleta - 10h 46,51 + 0,258 Inaceitável 3ª Coleta - 12h 46,05 - 0,732 Inaceitável 4ª Coleta - 14h 46,25 - 0,301 Inaceitável 5ª Coleta - 16h 46,05 - 0,732 Inaceitável Média 46,24 0,417 Inaceitável Fonte: Arquivo do autor.
Neste trabalho, foi constatado que ao realizar uma coleta, utilizando qualquer
um dos seis dispositivos citados neste trabalho, os resultados são satisfatórios para a
agricultura de precisão. A Tabela 14 demonstra as médias de erros das coletas
realizadas, pode-se constatar um erro médio de 3,6 metros. Porém ao excluir o
segundo aparelho da análise, a média de erro por ponto coletado cai para 3 metros.
Tabela 14 - Médias das distâncias dos pontos por coleta
GPS / Horário
Dist. 08h
Dist. 10h
Dist. 12h
Dist. 14h
Dist. 16h
Médias (m)
GPS A 2,99 3,62 2,10 1,78 3,63 2,82 GPS B 8,34 9,50 3,99 6,02 4,53 6,48 GPS C 3,36 2,94 1,85 2,26 1,68 2,79 GPS D 2,49 3,25 3,31 2,31 2,40 2,75 GPS E 3,82 3,57 3,49 3,71 3,78 3,68 GPS F 2,29 3,35 3,14 3,11 3,66 3,11 Médias 3,88 4,37 2,98 3,20 3,28 3,60 Media - B 2,99 3,35 2,78 2,63 3,03 3,03
Fonte: Arquivo do autor.
Já a Tabela 15 retorna a média das áreas coletadas por dispositivo, o qual
analisado pelo método de tolerância aceitável de Jordan (1957), fica considerado
inaceitável. Porém ao excluir GPS B da análise, a média das áreas coletadas acaba
sendo considerada aceitável.
Verificando que os aparelhos utilizados neste trabalho, possuem um valor de
mercado acessível, e que os mesmos não têm a sua principal função,
exclusivamente para uso de GPS, podem ser utilizados para geração de mapas e
medidas de áreas onde não se necessita uma precisão, e sim apenas uma
referência.
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Tabela 15 - Médias das Áreas (ha) coletadas
Coleta (hs) Área % Jordan
GPS A 46,38 0,430 Aceitável GPS B 46,80 0,856 Inaceitável GPS C 46,45 0,422 Inaceitável GPS D 46,41 0,521 Aceitável GPS E 46,29 0,301 Inaceitável GPS F 46,24 0,417 Inaceitável Médias 46,44 0,491 Inaceitável Médias - B 46,35 0,414 Aceitável
Fonte: Arquivo do autor.
3.4 Aceitação dos aplicativos
Todo o aplicativo para o sistema operacional Android, pode ser distribuído
instalando diretamente de um aparelho para outro, ou ficar disponível na central de
aplicativos Android. Nesta central, ou repositório de aplicativos, é possível localizar
qualquer aplicativo ali depositado, seja ele pago ou grátis. Ao instalar um aplicativo
deste repositório, o mesmo armazena os dados de quem instalou o aplicativo, dados
estes, como pais, data de instalação e data de desinstalação se for o caso.
Com isto, é possível acompanhar a distribuição de seus aplicativos, abaixo
será relatado os dados retirados deste repositório no dia 20/05/2013, o qual fica
disponível para o responsável pelos aplicativos, neste caso, o Laboratório de
Geomática da UFSM.
GPS MALHA - O aplicativo já foi instalado 4.439 vezes, e hoje está com 2.095
instalações ativas, ou seja, aplicativos prontos para funcionar. Em cima destas 2.095
instalações, 42,38% pertencem a versão 2.3 do Android e 24,06% para a versão 4.0
e 23,78% para versão 4.1, restando aproximadamente 10% para as outras versões
do SO. Outro item importante desta estatística, é o país onde foi instalado o
aplicativo, neste aplicativo o Brasil passou das 1.600 instalações liderando com
77,23% das instalações, em segundo lugar, aparece Portugal com 60 instalações, e
2,86% das instalações e por terceiro lugar aparecem juntos o Paraguai e a Espanha,
cada um com 47 instalações e 2,24% das instalações para cada país. Ficam 324
instalações espalhadas em outros países.
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MAPAGEO - O aplicativo já foi instalado 588 vezes, e hoje possui 242
instalações ativas. Utilizando apenas as instalações ativas, 32,79% das instalações
estão em aparelhos com a versão 2.3 do SO Android, 28,28% estão na versão 4.1 e
24.18% estão na versão 4.0. Já referentes ao país, o Brasil lidera com 200
instalações ativas, qual gera 82,64%. Em segundo lugar aparece o Paraguai com 10
instalações e uma porcentagem de 4,13% e em terceiro lugar aparece os Estado
Unidos com 2,07% das instalações, ficando 27 instalações espalhadas no resto do
mundo.
INTERPAP - O aplicativo já possui 598 instalações, sendo que hoje em dia ele
está com 264 aplicações ativas. A versão mais instalada é Android 2.3 com 30,08%
das instalações, a versão 4.0 fica com 27,07% e a versão 4.1 com 25,19%. Fazendo
a análise dos países, o Brasil lidera com 212 instalações (80,30%), e segundo lugar
aparece o Paraguai com 10 instalações (3,79%) e em terceiro lugar aparece a
Espanha com 5 instalações (1,89%), ficando 37 instalações para outro países.
4 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Pode-se concluir que os sistemas aqui apresentados, utilizam smartphones
como meio de processamento para informações georeferenciadas, com as quais se
consegue implantar a agricultura de precisão de baixo custo para agricultores que
não podem investir nesta tecnologia.
Este caso de teste, proporciona três aplicativos que em seu funcionamento
auxiliam na AP, e atividades com GPS. Nestes aplicativos podem ser gerados
arquivos textos com dados referentes aos pontos ou trilhas de coletas feitas com o
próprio smartphone, também, podem ser processados estes dados, gerando malhas
de amostragem, cálculos de área e interpolação de imagens em cima destes dados.
Com isto, mostrou-se a viabilidade de utilizar SIG em um dispositivo móvel com o
sistema operacional Android, possibilitando uma maior agilidade no processamentos
das informações geográficas e beneficiando assim o meio rural.
Como este aplicativos são distribuídos de forma gratuita e controlados pelo
próprio fabricante do sistema operacional Android, é possível verificar as instalações
dos mesmos e constatar que eles estão tendo uma boa aceitação no mercado
brasileiro.
No caso dos sistemas desenvolvidos, algumas limitações ainda prejudicam a
expansão dos aplicativos, um dos principais itens é a falta de multilinguagens, o que
deixa mais restrito ao mercado brasileiro e não o mercado mundial, isto, é observado
pelo site de distribuição, onde outros países baixam o aplicativo e o desinstalam.
Mesmo estes dispositivos não apresentando uma excelente precisão,
mostram-se muito eficientes na Agricultura de Precisão, para coleta de pontos e
geração de malha de amostragem, de uma maneira prática, fácil, utilizando
tecnologias de baixo custo, e sendo possível a comunicação com o CR Campeiro 7.
Futuramente poder-se-á migrar da plataforma do Android para o IOS, que hoje
em dia, se mostra um sistema operacional mais aperfeiçoado do mercado em
Smartphones e principalmente em Tablet. Assim poder-se-á obter alguns benefícios
como tamanho de tela melhorado, sensibilidade ao toque, também podendo obter
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uma melhor visualização tanto para inserção dos dados como para própria
visualização dos mesmos, além da troca de informação facilitada entre dispositivos
do mesmo sistema operacional.
REFERÊNCIAS
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