Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores - Major Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

O aumento no número de dispositivos móveis com crescente capacidade de processamento traz como incentivo o desenvolvimento de sistemas distribuídos que possam explorar estas novas tecnologias. Dentro dos sistemas distribuídos, os mecanismos que permitem a troca de dados entre os processos que o constituem, possuem um papel importante para o desempenho da aplicação. Uma abordagem interessante para implementar estes mecanismos é por meio do uso de middlewares. O middleware abstrai as funcionalidades básicas oferecidas pelo sistema operacional e hardware para oferecer serviços de alto nível aos desenvolvedores. Estes serviços permitem aos desenvolvedores se concentrarem somente na lógica interna de suas aplicações, reduzindo também seu custo de manutenção. Incentivado pela necessidade de um mecanismo que garantisse a troca de informações entre as unidades de um sistema autônomo para o gerenciamento de AGVs (Automated Guided Vehicle), desenvolvido pelo grupo de mecatrônica da Universidade de São Paulo, este trabalho propõe uma arquitetura de comunicação baseada em middlewares que é inspirada no paradigma de comunicação RMI (Remote Method Invocation) para suprir a troca de dados necessária por meio do conceito de objetos distribuídos. Para apresentar o uso da IDL (Interface Definition Language) disponibilizada pela arquitetura proposta, uma demonstração de como acrescentar novos serviços à arquitetura é descrita. Para avaliar o desempenho da arquitetura e analisar o comportamento dos serviços oferecidos, testes de tempo de resposta, throughput e disponibilidade foram realizados. Pode-se verificar que a arquitetura proposta, além de apresentar um desempenho satisfatório para a operação do sistema de AGVs, proporcionou uma estrutura que pode ser facilmente adaptada para futuras alterações no projeto sem modificar diretamente as definições da arquitetura de comunicação. / The increase in the process capacity of mobile devices has motivated the development of distributed applications that exploit new technologies. In distributed applications, the mechanisms that enable the exchange of data among the application processes play an important role in their performance. An interesting way to deal with such an exchange is to adopt middleware to handle communication. The middleware abstracts the functionalities provided by the underlying operational system and hardware and offers a set of high-level services, which assist developers in working directly with the logic of the application and reducing its maintenance costs. Motivated by the necessity of a mechanism that ensures the exchange of information among the units of an AGV (Automated Guided Vehicle) system designed by the University of São Paulo, this dissertation develops a communication architecture based on middleware. The architecture is inspired in the RMI (Remote Method Invocation) paradigm to enable the data exchange based on the concept of distributed objects. An IDL (Interface Definition Language) was conceived for the architecture and a demonstration of how new services can be added to the structure was conducted. To validate the performance of the proposed middleware and its services, tests of network response time, throughput and availability were carried out. The architecture showed a satisfactory performance for the operation of the AGV system and provided a structure that can be easily adapted for future changes in the project.

O aumento no número de dispositivos móveis com crescente capacidade de processamento traz como incentivo o desenvolvimento de sistemas distribuídos que possam explorar estas novas tecnologias. Dentro dos sistemas distribuídos, os mecanismos que permitem a troca de dados entre os processos que o constituem, possuem um papel importante para o desempenho da aplicação. Uma abordagem interessante para implementar estes mecanismos é por meio do uso de middlewares. O middleware abstrai as funcionalidades básicas oferecidas pelo sistema operacional e hardware para oferecer serviços de alto nível aos desenvolvedores. Estes serviços permitem aos desenvolvedores se concentrarem somente na lógica interna de suas aplicações, reduzindo também seu custo de manutenção. Incentivado pela necessidade de um mecanismo que garantisse a troca de informações entre as unidades de um sistema autônomo para o gerenciamento de AGVs (Automated Guided Vehicle), desenvolvido pelo grupo de mecatrônica da Universidade de São Paulo, este trabalho propõe uma arquitetura de comunicação baseada em middlewares que é inspirada no paradigma de comunicação RMI (Remote Method Invocation) para suprir a troca de dados necessária por meio do conceito de objetos distribuídos. Para apresentar o uso da IDL (Interface Definition Language) disponibilizada pela arquitetura proposta, uma demonstração de como acrescentar novos serviços à arquitetura é descrita. Para avaliar o desempenho da arquitetura e analisar o comportamento dos serviços oferecidos, testes de tempo de resposta, throughput e disponibilidade foram realizados. Pode-se verificar que a arquitetura proposta, além de apresentar um desempenho satisfatório para a operação do sistema de AGVs, proporcionou uma estrutura que pode ser facilmente adaptada para futuras alterações no projeto sem modificar diretamente as definições da arquitetura de comunicação. / The increase in the process capacity of mobile devices has motivated the development of distributed applications that exploit new technologies. In distributed applications, the mechanisms that enable the exchange of data among the application processes play an important role in their performance. An interesting way to deal with such an exchange is to adopt middleware to handle communication. The middleware abstracts the functionalities provided by the underlying operational system and hardware and offers a set of high-level services, which assist developers in working directly with the logic of the application and reducing its maintenance costs. Motivated by the necessity of a mechanism that ensures the exchange of information among the units of an AGV (Automated Guided Vehicle) system designed by the University of São Paulo, this dissertation develops a communication architecture based on middleware. The architecture is inspired in the RMI (Remote Method Invocation) paradigm to enable the data exchange based on the concept of distributed objects. An IDL (Interface Definition Language) was conceived for the architecture and a demonstration of how new services can be added to the structure was conducted. To validate the performance of the proposed middleware and its services, tests of network response time, throughput and availability were carried out. The architecture showed a satisfactory performance for the operation of the AGV system and provided a structure that can be easily adapted for future changes in the project.