BOS – Lokalizace osob ČVUT v Praze + IMA Verze 2.0.0
Úvod Zde je uveden popis programového řešení sloužícího k lokalizaci a zobrazení poloh osob / pacientů. Celé SW vybavení se skládá ze tří částí: -
-
Základní SW (hlavní aplikace) přijímá a zpracovává informace ze senzorů / agregátorů, na jejich základě vyhodnocuje polohu pacientů, zobrazuje polohy pacientů, a rovněž poskytuje další nastavení pro celkové chování. Tento SW je umístěn na dedikovaném PC (stručně řečeno majícím úlohu serveru) a poskytuje informace pro všechny ostatní vzdálené aplikace. Vzdálená aplikace běžící na lokálních stolních počítačích personálu (sesterny) a sloužící jako vzdálené zobrazení lokalizace pacientů. Aplikace na mobilní zařízení jako jsou tablety / telefony a sloužící pouze pro vzdálené / mobilní zobrazení polohy pacientů.
Jedná se tedy o celkem komplexní řešení, které poskytuje několik možností zobrazení aktuální (orientační) polohy pacientů jak na běžných stolních PC v sesternách, tak i na přenosných / mobilních zařízeních pro možnost skutečného „stopování“ hledané osoby.
Hlavní aplikace PC LAN síť
WiFi Vzdálená aplikace PC
Vzdálená aplikace PC
Vzdálená apl. tablet
Vzdálená apl. mobil
Princip činnosti detekce polohy Detekce polohy pacientů není „absolutní“, ale „sektorová“. Není tedy možno detekovat „absolutní“ polohu pacienta s přesností na několik metrů kdekoli v objektu, nebo s přesností na libovolnou místnost. Místo toho je vytvořena „sektorová“ lokalizace sloužící pro detekci v jakém sektoru se daný pacient vyskytuje. Sektor může být (téměř) libovolně veliký a může zahrnovat i několik místností. I
když se může na první pohled zdát, že „sektorová“ lokalizace je omezená, nedokonalá, nebo dokonce nepřesná oproti „absolutní“, tak toto nemusí být zdaleka pravda, záleží na požadovaných informacích. Výhody sektorové lokalizace jsou stručně následující: -
-
-
-
-
Velmi často není nutno detekovat polohu pacienta, v jaké části svého pokoje se nachází, ale pouze zda je na svém pokoji. Často není ani nutno ani detekovat na jakém pokoji se pacient nachází, ale zda se nachází v sektoru pokojů. Není nutno detekovat, na jaké pozici (v metrech) na chodbě se pacient nachází nebo zda právě jde z pokoje na vyšetření, ale je nutno detekovat, že dříve byl pacient v sektoru pokojů (na pokoji), nyní je v sektoru chodby (na cestě) a míří do sektoru pro vyšetření. Absolutní detekce vytváří často až chaotický pohyb, který se stává až velmi nepřehledný. Naopak sektorová detekce může být mnohem přehlednější, protože zachycuje globálnější / dlouhodobější polohu sledovaného objektu. Více vypovídá o sledované poloze podle typu aktuálního sektoru. Absolutní detekce je rovněž technicky mnohem náročnější a současně je velmi závislá na nejen statickém okolním prostředí (zdi, nábytek), ale rovněž na měnícím se okolním prostředí (pohyb dalších osob, pohyb zařízení). Jakékoli změny prostředí tuto detekci narušují (nepřesnosti algoritmu pro detekci) a tím „matou“ obsluhu sledující aktuální polohu objektu. I v tomto případě může být sektorová detekce mnohem účinnější a přehlednější. Absolutní detekce polohy mnohdy ztrácí význam, například pokud hledáme požadovanou osobu v dané místnosti, tak ji hledáme v podstatě zásadně pohledem (visuálně) a ne podle elektronického zařízení. Zde je potřeba si rovněž uvědomit technickou zdatnost obsluhujícího personálu. Z tohoto důvodu postačuje detekce na určitý sektor, často místo (pokoj, chodba) a v tomto sektoru již objekt hledáme v podstatě zásadně vizuálně.
K sektorové lokalizace bylo přistoupeno z těchto hlavních důvodů: -
-
Nižší náklady na technické vybavení (cena, počet snímačů, …). Nižší nároky na algoritmy při detekci polohy (pouze sektor / blok). Přehlednost pro cílové uživatele (zdravotní setry). Využitelnost zobrazených informací z pohledu dohledového personálu (orientačně na sektory, přesná lokalizace již zejména vizuální v místnosti s minimálním použitím technického vybavení). Snadnost přidání dalších sledovaných sektorů pouhou instalací snímačů nikoli potřeba překalibrace celého systému (překalibrování velmi často nutné u absolutní lokalizace). Nutnost sledovat obecný výskyt pacienta (pokoje, chodby, vyšetření) a nikoli jeho přesnou polohu například v metrech. Znatelné snížení množství přenášených informací. Zobrazení se aktualizuje pouze při přesunu pacienta / pacientů ze sektoru do sektoru nikoli při každém jeho sebemenším pohybu (i rušivém, nedokonalost detekčního algoritmu).
Sledované objekty jsou vždy umístěny v sektorech ve formě malého čtverce / obdelníku. Každý sledovaný objekt je tedy přiřazen do některého sektoru, ke kterému je nejblíže. Pohybuje-li se pacient mezi sektory tak je tudíž nejprve zobrazen ve výchozím sektoru a poté v cílovém sektoru. Zobrazení rovněž odráží stav lokalizace sledovaného objektu (v sektoru):
-
Bílé pozadí – objekt je úspěšně lokalizován a skutečně se nachází v zobrazeném sektoru. Šedé pozadí – lokalizace tohoto objektu selhala, objekt se ztratil z dohledu a aktuálně zobrazená poloha je jeho poslední známá. Červené blikající pozadí – sledovaný objekt (někdy dříve) stisknul tlačítko HELP a tudíž žádá o pomoc. Oranžově blikající pozadí – na sledovaném objektu byl (někdy dříve) detekován pád (informace).
Hlavní aplikace Jako hlavní počítač / server slouží jakékoli PC běžící se systémem Windows. Jedná se o běžný operační systém a tím odpadne spousta problémů s instalací a údržbou (aktualizací). Hlavní program je vytvořen jako běžná aplikace s minimálními nároky na instalaci, kterou zvládne snad libovolná osoba. Tato hlavní aplikace se skládá z několika hlavních částí: -
-
-
Modul pro příjem dat / informací z agregátorů / senzorů. Přijímá informace o detekci (přesněji řečeno síly signálů) ze senzorů a vkládá je do tříd pro další zpracování. Využívá konfiguraci obsahující IP adresy všech aktivních agregátorů. Detekce polohy zpracovává dříve získané informace a s využitím několika algoritmů (filtrace, průměrování, nejbližší vzdálenost) stanovuje polohu sledovaného objektu v rámci stanovených sektorů. Využívá konfiguraci obsahující rozmístění senzorů v hlídaném prostoru (patra a sektory). Zobrazení aktuální polohy sledovaného objektu. Mapy objektu mají vyznačené sektory a na nich jsou místěny identifikace pacientů, které se v daném sektoru nacházejí. Seznam evidovaných / aktivních pacientů. Zde jsou uvedeni pacienti, kteří se aktuálně sledují. U každého je uvedeno identifikační číslo, jeho jméno a (případně) poznámka. Záznam pohybu sledovaných pacientů. U každého sledovaného pacienta je uveden seznam dní, přes které byl sledován a za každý den seznam sektorů přes které se pohyboval. Část poskytující informace o lokalizaci pacientů dalším / vzdáleným aplikacím (aplikace umístěné na pracovních počítačích sester nebo tebletech).
Popis hlavní aplikace Hlavní aplikace může být spuštěna ve dvou režimech: - Uživatelský – jsou zobrazeny pouze ty záložky a informace pro běžnou potřebu (zobrazení lokalizace pacienta, zadání pacienta a přehled jeho pohybu). - Servisní – jsou zobrazeny všechny dostupné záložky a tudíž zpřístupněna všechna nastavení. Při spuštění aplikace je zobrazen dialog, zda je požadavek na okamžité spuštění běhu sledovacího systému, tedy napojení na snímací senzory a vyhodnocování polohy sledovaných objektů.
Při stisku „Ano“ dojde okamžitě ke spuštění procesu detekce a zobrazení polohy sledovaných objektů. Při stisku „Ne“ bude pouze aplikace spuštěna, ale nebude vytvořeno připojení na sensory a tudíž z nich nebudou zpracovávány data / informace pro detekci polohy. Detekci polohy lze samozřejmě spustit i dodatečně. Rovněž při ukončení / uzavření aplikace pomocí tlačítka „X“ v pravém horním rohu bude zobrazen dialog.
Při stisku „Ano“ bude aplikace zcela ukončena a tím rovněž zastavena detekce polohy sledovaných objektů. Nebudou se tedy ukládat žádné informace o jejich pohybu. Při stisku „Ne“ se aplikace pouze minimalizuje do spodní lišty a detekce polohy bude stále aktivní a tudíž se budou dále ukládat informace o poloze. Uživatelský režim V tomto režimu jsou dostupné pouze tyto záložky: -
Pozice – zobrazení aktuální polohy pacientů Pacienti – seznam právě aktivních / sledovaných pacientů Hodnocení – záznamy pohybu všech / sledovaných pacientů
Záložka Pozice
V levé části je seznam aktivních / sledovaných pacientů. Seznam je tvořen několika sloupečky, kde jsou uvedeny lokalizační informace: jméno pacienta, identifikace náramku, lokalizované patro,
lokalizovaný sektor a aktuální stav (lokalizace) pacienta. Poslední sloupeček určuje jak stav lokalizace, tak i stav pacienta a mohou se zde vyskytovat tyto texty (stavy, informace): -
Pozice – pozice pacienta je úspěšně / správně lokalizována je tedy platná. Ztracen – aktuální pozice pacienta není dostupná, nyní je pacient ztracen a je zobrazena pouze jeho poslední známá pozice, která již nemusí být platná. Pomoc – pacient (někdy v předchozím čase) stisknul tlačítko HELP. Pád – byl detekován (někdy v předchozím čase) pád pacienta
Stav „Pozice“ a „Ztracen“ se mohou průběžně střídat automaticky podle úspěšnosti detekce polohy. Naopak stavy „Pomoc“ a „Pád“ jsou zobrazeny, dokud nejsou obsluhou „odsouhlaseny“. Odsouhlasení se vykoná dvojklikem na řádek / záznam požadovaného pacienta. Existuje ještě jeden stav pacienta v zobrazení a to „Aktivní“. Pacient / záznam se stane aktivní, pokud se na něho v uvedené tabulce pouze (jednou) klikne (vybere se), řádek se označí a čtvereček na mapě indikující pacienta se zbarví zeleně. V tomto režimu jsou standardně zobrazovány informace a pozici pouze aktivních pacientů, tedy těch, kteří jsou vyplněny v záložce Pacienti. Náramky, které nejsou přiděleny žádnému pacientu (nejsou tedy aktivní) se nyní nezobrazují. V pravé části obrazovky jsou mapy jednotlivých pater. Pomocí tlačítek v horní části, lze zobrazit pouze velkou mapu jednoho patra nebo menší mapy všech pater současně, podle toho co je právě výhodnější.
Poznámky: - Pokud je některý pacient aktivní (označen v seznamu pacientů a zelenou barvou na mapě), tak při zobrazení pouze mapy jednoho patra dochází k automatickému přepínání pater, podle toho v jakém patře se tento označený pacient právě vyskytuje. Toto slouží ke snadné lokalizaci požadovaného (označeného) pacienta.
-
Rámeček kolem sektoru může mít různou barvu: o Černá – senzor v daném sektoru pracuje a zasílá lokalizační data. o Šedá – senzor v daném sektoru nekomunikuje (porucha).
Záložka Pacienti
Jde o velmi jednoduchou databázi aktivních / sledovaných pacientů. Nejprve je nutno označit řádek s identifikací požadovaného náramku, identifikace takto vybraného náramku se zobrazí v dolní části obrazovky s aktuálním datem, vedle je potřeba vepsat jméno pacienta a případně (nepovinnou) poznámku. Uložení pacienta se vykoná stiskem velkého tlačítka „Přidat pacienta (nastavit jako aktivní)“ níže. Nyní bude zobrazeno zadané jméno přidaného pacienta v horní části obrazovky vedle požadované identifikace náramku. Obdobným stylem lze již aktivního pacienta odstranit. Stačí jej označit v horní části a poté stisknout tlačítko „Odebrat tohoto pacienta (nastavit jako neaktivní)“. Zde jsou však zobrazeny pouze aktivní pacienti, to jest ti pacienti, kterým je přiřazen náramek a detekuje a ukládá se jejich poloha. Tlačítka „Přidat pacienta (nastavit jako aktivní)“ a „Odebrat tohoto pacienta (nastavit jako neaktivní)“ se povolují automaticky podle toho, jestli je náramek volný nebo již přiřazen. Poznámky: - Poloha pacienta / náramku se sleduje (a samozřejmě i ukládá) pouze pokud je daný náramek přiřazen nějakému pacientu (u náramku je zadáno jméno pacienta). Záložka Hodnocení
Zde jsou dostupné informace o (uloženém) pohybu pacientů (nejen těch právě aktivních). Stránka obsahuje tři sloupečky: -
Seznam pacientů, jejichž záznamy pozic jsou dostupné (uložené). Výběrem příslušného pacienta (jeho jména) se v dalším sloupci zobrazí seznam dní, přes které se pacient sledoval. Seznam dní kdy se dříve vybraný pacient pohyboval. Výběrem jednoho dne bude zobrazen seznam pohybu za tento den. Seznam pohybu pacienta za zvolený den. Každý záznam / řádek obsahuje datum a čas, detekovaná poloha ve stejném formátu jako v záložce Pozice a rovněž stav příslušný tomuto času.
Nad prvním sloupečkem je umístěno zatržítko „Všichni (i neaktivní)“, které určuje, jak rozsáhlý seznam pacientů bude zobrazen. Pokud není toto políčko zatrženo, tak jsou zobrazeny pouze právě aktivní pacienti (ty, jejichž jména jsou uvedena v záložce Pacienti). Pokud je zatrženo tak jsou zobrazeny všechny kdy uložení pacienti současně. Poznámky: - Pokud je zadán / aktivován pacient (v záložce Pacienti) tak je pro něho vytvořen záznam a tím průběžně ukládán jeho pohyb. Pokud je pacient v záložce Pacienti odstraněn / vymazán, tak se pouze stane neaktivním, není tedy nikdy zcela vymazán. Žádné záznamy tohoto pacienta nejsou tedy zrušeny, ale pouze se nezobrazují. Právě tímto zmíněným zatržítkem „Všichni (i neaktivní)“ lze tyto již neaktivní záznamy zobrazit a prohlížet záznam jejich pohybu. Servisní režim Nejjednodušší způsob vstupu do tohoto režimu je z uživatelského režimu. V záložce Pozice zcela dole pod seznamem pacientů je posuvník, který lze vytáhnout nahoru a tím zpřístupnit zatržítko …. pro přepnutí do servisního režimu.
Tímto budou zobrazeny skutečně všechny dostupné záložky v aplikaci:
-
Nastavení – Nastavení aplikace, spuštění simulace, spuštění skutečného chodu. TechLog – Výpis technických poznámek (běh a ladění aplikace) Hodnoty – Zobrazení sil signálů při testování Stabilita – Graf stability signálu při testování Kalibrace – Kalibrace prostoru při testování Zpracování – Zpracování dat při testování Vzdálené – seznam externě připojených aplikací pro zobrazení Pozice – Zobrazení pozic sledovaných objektů Pacienti – Zadávání pacient pro sledování Hodnocení – Seznam pohybu zadaných pacientů
Nastavení
Budou popsána pouze některá nnstavení: Hlavní – Start / Stop. Zvolení typu běhu aplikace.
-
„MainApplication“ – aplikace spuštěna jako hlavní, přijímající informace od agregátorů / senrozů, vyhodnocející a zobrazující polohu a tu poskytující případně dalším připojeným aplikacím. - „RemoteApplication“ – aplikace spuštěna jako vzdálené, která je spuštěna na vzdáleném počítači (další sesterna), ta se pouze připojí na hlavní aplikaci (počítač) a slouží pouze pro zbrazování aktuálních poloh pacientů. - „Spouštět lokální server (pro WiFi)“ – při zatržení je vytvořen vytvořen přístupový bod pro (již zmíněné) vzdálené aplikace (RemoteApplication), aby mohli přijímat informace o poloze pacientů. Tento přístupový bod je přístupný i přes WiFi pro tablety nebo mobilní telefony. Pokud je potřeba toto nastavení uložit a použít při příštím spuštění aplikace, tak je nutno stisknout tlačítko „Uložit“ vpravo. Zobrazení / Log pozice. - „Ukládat pozice objektů“ – při zatržení jsou ukládány / zaznamenávány pozice sledovaných objektů. - „Zvuk“ – povolení nebo blokování zvukové signalizace pro pádu pacienta nebo stisku tlačítka HELP. - „Zobrazit všechny“ – v záložce „Pozice“ budou v seznamu a na mapě zobrazeny pozice všech náramků a ne pouze těch, kterým bylo přiřazeno jméno pacienta. - „Změna polohy sektoru“ – zatržením tohoto políčka, lze přesouvat (uchopením pomocí myši) sektory na mapě. Sektoru lze rovněž změnit velikost a to vodorovně pomocí kolečka myši (za současného držení levého tlačítka myši) nebo svisle pomocí kolečka a klávesy SHIFT (za současného držení levého tlačítka myši). Po úpravě polohy a velikosti sektorů je toto nové nastavení vhodné uložit pomocí tlačítka „Uložit“ vpravo. „Logovat pakety“ – umožní logovat všechny pakety přicházející z agregátorů / senzorů. Ty se ukládají do adresáře „LogRowReceive“ a do pod-adresáře podle aktuálního data. Záznamy se ukládají do souborů po tisících. Testování / simulace. Pro testovací a demonstrační účely. Při výběru „Akce = Radom“ a zatržení políčka „Opakovat pomocí časovače“ bude spuštěna demonstrační činnost. Při ní se sledované objekty náhodně přesunují mezi patry a senzory.
Vzdálené Obsahuje tabulku všech vzdálených aplikací (RemoteApplication) pro zobrazení pozice právě připojených na hlavní aplikaci (MainApplication).
Tabulka těchto vzdálených aplikací obsahuje pouze dva sloupečky: - Adresa – adresa vzdálené aplikace (jaká aplikace je připojena) - Identifikace – pojmenování této aplikace
Vzdálená aplikace na PC (Windows) Tato aplikace je zcela stejná jako dříve pospaná. Rozdíl spočívá pouze v nastavení na „RemoteApplication“ a vypnutí „Spouštět lokální server (pro WiFi)“. Při jejím spuštění / startu nedojde k napojení na agregátory / senzory, ale na hlavní aplikaci a tím pouze k zobrazení detekovancýh pozit pacientů (z hlavní aplikace). Zde je zatím dostupná pouze záložka „Pozice“. Pacieny lze přidávat a mazat pouze na hlaní aplikaci. Ovšem odstranění / odsouhlasí informace o pádu nebo stisku tlačítka HELP, lze vykonat na jakékoli vzdálené aplikaci.
Vzdálená aplikace na tabletech a telefonech Tato mobilní aplikace poskytuje v podstatě stejné schopnosti jako vzdálená aplikace na PC (Windows) s tím rozdílem, že je určena pro tablety s operačním systémem Android. K hlavní aplikaci se připojuje například přes WiFi.
Na levé straně obsahuje ovládací tlačítka a na pravé straně mapu vždy (pouze) jednoho patra. - Start – Spuštění přijmu informací z hlavní aplikace. - Stop – Zastavení přijmu informací z hlavní aplikace. - Nastavení – nastavení aplikace - Lidi – zobrazení seznamu pacientů (jméno, identifikace náramku, poloha patro + senzor, stav) - 1.NP, 2.NP, 3.NP, 4.NP – zobrazení požadovaného patra. Samozřejmě rovněž na mobilním zařízení lze zrušit / odsouhlasit signalizaci pádu nebo tlačítka HELP. Stačí v seznamu sledovaných pacientů na déle než jednu vteřinu podržet řádek s požadovaným pacientem. Aplikace vyžaduje pro svoji činnost základní nastavení:
Jméno / název uživatele tohoto zařízení – identifikace osoby, která toto mobilní zařízení použití (pokud je zrušena / odsouhlasena) informace o pádu nebo tlačítku HELP, tak je k tomuto kroku doplněna informace zařízení (tento název) ze ketrého toto bylo vykonáno. Adresa serveru – IP adresa hlavní aplikace pro spojení Port serveru – port hlavní aplikace pro spojení Zobrazení všech náramků – při zatržení jsou zobrazeny polohy všech existujících náramků a ne pouze těch, které mají přiřazeno jméno pacienta (například hledání ztraceného náramku).
Povolení demonstrace zobrazení pohybu – Spustí se náhodný pohyb náramků mezi patry a senzory pro účely demonstrace / ukázky.
Základní konfigurace hlavní aplikace V adresáři kde je EXE aplikace je podadresář s názvem Setup. Důležité jsou pouze tyto soubory: AddressesAndPortsConfig.xml – obsahuje adresy agregátorů, kam se aplikace připojuje a adresu a port pro spuštění lokálního serveru pro přístup přes WIFI. EmitersConfig.xml – obsahuje seznam všech sledovaných náramků, bez ohledu na to zda jsou právě přiřazeny nějakému pacientu. Každý náramek je zadán na jednom řádku: <Emiter DecID="0" HexID="47" Active="true" /> DecID – identifikace náramku jako dekadické číslo HexID – identifikace náramku jako hexadecimální číslo Active – zde je náramek aktivní / sledován (vždy zadat „true“ raději) Lze zadat buď DecID nebo HexID podle potřeby a druhou nezadanou položku nastavit na „0“. Položku s „0“ aplikace nepřijme a použije pouze tu nastavenou. FloorsSensorsConfig.xml – obsahuje seznam pater a senzorů na každém z nich: // seznam pater
// konfigurace jednoho patra // seznam sensorů na tomto patře <Sensors> // konfigurace jednoho senzoru na tomto patře // DecID / HexID – stejný princip jako v případě náramku (aplikace si ten druhý doplní) // Name – název tohoto sektoru pro zobrazení v lokalizaci // PosX a PosY – pozice v % na mapě, nastavit na „50“ (střed) a potom pomocí myši upravit // SizeX a SizeY – velikost v % na mapě, nastavit na „10“ a potom pomocí myši upravit <Sensor DecID="119" HexID="77" Name="Vchod" PosX="7" PosY="43" SizeX="10" SizeY="10" /> … // název souboru s příponou obsahující obrázek patra (řetězec) <MapFile>1.NP-A.png // název patra pro zobrazení při lokalizaci (řetězec) 1.NP
… Nastavení režimu aplikace „Uživatelský“ nebo „Servisní“. V konfiguračním souboru ApplicationConfig.xml nastavit položku Expert na false pro „Uživatelský“ režim na true pro „Servisní“ režim. Například: <Expert>false
Výběr SW technologie / nástrojů Pro tvorbu celkem komplexního projetu je velmi důležitá etapa zahrnující výběr vhodné SW technologie a současně odpovídajících vývojových nástrojů. V tomto kroku se vycházelo z pěti základních požadavků: -
-
-
Minimální cenová náročnost na vývojové nástroje a vše co je spojeno s tvorbou, instalací a distribucí výsledných produktů (aplikací). Dostatečná rozšířenost a podpora zvolené SW technologie. Za jejich tvorbou musí stát pokud možno větší komerční firma, která má zájem na jejich stálém zlepšování a nikoli „skupina nadšenců“ s velmi nejistou budoucností. Snadnost vývoje aplikací, jejich ladění, testování (z pohledu vývojáře) a samozřejmě cílová instalace (z pohledu uživatele). Plně využít / pouze schopnosti oficiální distribuce zvolené SW technologie a vyhnout se zahrnování zejména neoficiálních (přímo tvůrcem / distributorem nepodporovaných) komponent. Zvolit SW technologii vhodnou pro současnou tvorbu jak desktopových, tak i mobilních aplikací, které jsou v tomto projektu rovněž uvažovány.
V současné době jsou dostupné následující SW (vývojové) technologie: -
-
C/C++, starší, ale stále hojně využívaný programovací jazyk / nástroj. V současné době se však jeho využití postupně snižuje vzhledem k pracnosti tvorby aplikací. Vývojové nástroje jsou většinou snadno dostupné a často i zdarma, ale je nutno věnovat nemalé úsilí do jejich proniknutí. Velká nevýhoda C/C++ spočívá ve velmi obtížné přenositelnosti na různé operační systémy a HW platformy, protože vytvořená aplikace je často značně HW závislá (zejména grafická část). JAVA, velmi využívaná SW technologie a rovněž velmi rozšířená přes mnoho operačních systémů a HW platforem. Její rozvoj však není tak velký jak se při jejím vzniku předpokládalo. Vývojové nástroje jsou většinou dostupné zdarma, avšak často vytvářené skupinou nadšenců (i v rámci školních aktivit), ale bohužel tomu často odpovídá jejich kvalita. Jedná se o neucelenou technologii, kdy pro tvorbu komplexnější aplikace je nutno „postahovat“ spoustu komponent, jež nejsou zahrnuty v oficiální distribuci. Z tohoto samozřejmě vystávají problémy s jejich kompatibilitou při vydání nové verze JAVA. Na druhou stranu jde o
-
-
technologii rozšířenou přes skutečně mnoho typů operačních systémů a HW platforem a tudíž přislibuje snadnost přenosu vytvořených aplikací (snad s minimální úpravou). C#.NET (Microsoft.NET zahrnující mnoho programovacích jazyků), jde o velmi propracovanou technologii pro velmi snadný vývoj aplikací jak pro desktopové tak webové použití. V současnosti se jedná o velmi využívanou technologii, ve které lze aplikace velmi snadno a rychle vytvářet. Její (dosud) velká nevýhoda spočívá v primárním zaměření na operační systém Windows. Naopak výhodou je možnost tvorby i skutečně velmi komplexních aplikací pouze pomocí komponent v této technologii již obsažených od oficiálního tvůrce / distributora, což minimalizuje budoucí problémy s kompatibilitou komponent třetích stran. Omezenost na systém Windows se však začíná postupně eliminovat, protože již delší čas existuje částečná implementace .NETu pro operační systém Linux nebo iOS/Apple (s názvem Mono). Před několika lety však začala její implementace i pro Android/Google (s názvem MonoDroid) a iPad/Apple (s názvem MonoTouch). PHP/JavaScrypt/HTML, jedná se o technologii pro tvorbu webových aplikací. Takto vytvořené aplikace (stručně řečeno „stránky“) jsou dostupné (pro prohlížení) v podstatě na téměř všech operačních systémem a zařízeních. Tvorba těchto aplikací však zahrnuje dvě úskalí, první je nutnost znalosti serverových technologií a rovněž zajištění potřebného serverového vybavení (HW nemalé ceny) a druhé úskalí spočívá v omezenosti této technologie, co se týká využití některých ne zcela běžných schopností operačních systémů nebo HW platforem.
SW technologie C/C++ a PHP/JavaScrypt/HTML byly zavrženy hned v prvním kole. I když by se technologie PHP/JavaScrypt/HTML mohla na první pohled zdát velmi vhodná, tak obsahuje tyto dvě hlavní nevýhody: -
Nutnost zvládnout serverové technologie a nutnost instalace potřebného serveru (SW i HW). Velká závislost na sítovém propojení. Při výpadku spojení se stává klientské zařízení velmi těžko použitelné (až nepoužitelné). V našem případě je požadavek, aby aplikace na mobilním tabletu při výpadku spojení byla plně schopna činnosti (prohlížení, listování, záznamy) akorát poskytovala poslední dostupné údaje do jejího opětovného připojení.
Zbývají tedy technologie JAVA a C#.NET (Microsoft.NET). JAVA se na první pohled zdá univerzálnější, ale jak již bylo řečeno, je nutno zahrnout nemalé množství komponent z různých zdrojů, což může přinést nespočet problémů. Na druhou stranu je C#.NET (Microsoft.NET) cílený primárně na Windows, ale tvorba aplikací v této technologii je mnohem rychlejší a snadnější. Nakonec byla zvolena technologie C#.NET (Microsoft.NET) a z těchto hlavních důvodů: -
-
Jedná se o technologii, za kterou stojí velká firma, které má velký zájem na jejím rozvíjení a zkvalitňování. Existují velmi kvalitní vývojové nástroje, které jsou velmi rozšířené. Jsou dostupné jak plně placené verze (pro velké komerční firmy), tak i omezené verze zdarma (nástroje pojmenované Express). Pro naše účely jsou verze zdarma plně postačující. Je použita již pro velmi mnoho aplikací (i velkých komerčních) na rozdíl od JAVA. Rozšiřování této technologie na jiné platformy, zejména mobilní (Windows-RT, WindowsPhone, Android „MonoDroid“, iPad/Apple „MonoTouch“) je velmi potěšující a slibné.
-
-
-
Tato technologie není omezena pouze na jeden programovací jazyk, ale lze využít mnoho „oficiálních“ programovacích jazyků pro různé specializované účely (například F# pro vědecké aplikace). .NET je (přímou) součástí operačního systému Windows a není tedy nutno nic instalovat z jiných zdrojů. Vytvořené aplikace lze velmi snadno instalovat, nebo nejčastěji pouze nakopírovat na cílový počítač. V této technologii je již vytvořeno několik SW komponent (na pracovištích ČVUT a IMA), které jsou pro tento projekt vhodné.
Zabezpečení systému proti běžnému napadení Při tvorbě systému byla rovněž posuzována úroveň jeho základního zabezpečení proti externímu napadení. V tomto případě jsou velmi nevhodné WEBové technologie, kde v největší míře závisí na správné konfiguraci a hlavně zabezpečení samotného serveru pokud je přístupný z vnějšího prostředí (například z obecného internetu). Tvorba WEBových aplikací využívajících technologii PHP/JavaScrypt/HTML je tedy pro splnění požadavku zabezpečení vcelku nevhodná, přesněji řečeno velmi pracná a mnohdy přesahující znalosti samotných tvůrců. Naopak podmínku zabezpečení vcelku dobře a snadno lépe splňují lokání aplikace využívající komunikující pouze za účelem získání informací / dat, nikoli přenosu (a potom spouštění) výkonného kódu. Aplikace vytvářené za pomoci technologií jako jsou C#.NET, JAVA, C/C++ jsou tvořeny zejména jako tzv. lokální, není tedy přenášen žádný výkonný kód, ale pouze data. Tyto aplikace se jednou nainstalují (stolní PC / tablet), často pod účet uživatele, který má omezené pravomoci a tím je tedy i program více chráněn. Ze dříve zmíněných důvodů bylo rozhodnuto pro tvorbu lokálních aplikací, které jsou lépe chráněné proti okolnímu nepříznivému světu. Pro tvorbu těchto aplikací byla zvolena technologie Microsoft.NET.
Výhody zvolené technologie I když je Microsoft.NET primárně určen pro OS Windows, tak byl zvolen pro tvorbu tohoto dohledového systému a to z následujících hlavních důvodů: -
-
OS Windows je nerozšířenější OS a v podstatě každý s ním někdy přišel do kontaktu a umí jej alespoň po základní stránce ovládat. Instalace PC s Windows a jeho údržba je mnohonásobně snaží než jakýkoli jiný OS nebo dokonce server. V lékařském prostředí se v podstatě vyskytují pouze PC s Windows a tudíž, lze předpokládat základní znalost personálu pro obsluhu tohoto OS. Rovněž je možno vytvořené aplikace spouštět přímo na těchto PC. Nespornou předností Windows (tedy i Microsoft.NET) je jednotný vzhled všech aplikací (a jejich komponent) jako všech ostatních programů ve Windows (na rozdíl od JAVA nebo C/C++, kde vývojáři používají různé knihovny a tím tedy značně mění vzhled aplikace, což je pro obecné uživatele velmi nepříznivé.)
-
-
Velká rozšiřitelnost této technologie pro tvorbu mnoha aplikací a tím i dostupnost manuálů / návodů. Možnost vytvářet i lokální (nativní) aplikace na mobilní zařízení jako jsou tablety a telefony (Android/Google, iPad/Apple). Jde zřejmě o technologii (z běžně užívaných) pro skutečně velmi snadnou a rychlou tvorbu stabilních aplikací. Podporuje (vnořené) technologie jako jsou LINQ, které velmi usnadňují práci s daty. Rovněž umožňuje verzování kódu a podporu skutečných knihoven na rozdíl od JAVA (ve které v důsledku této absence vzniká většina problémů). Dostupnost skutečně excelentních vývojových nástrojů (použity ve verzi Express). Velké pře-použití programového kódu mezi stolním PC, tablety a mobilními telefony.
