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Università degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, delle Infrastrutture e
dell’Energia Sostenibile
Corso di Laurea in Ingegneria dell’Informazione
Tesi di Laurea
Progettazione e realizzazione della componente di front-end
relativa al progetto MediNav, per l’accesso guidato, tramite
QRCode, a POI dell’Università Mediterranea
Relatore
Candidato
Prof. Domenico Ursino
Dimitri Schiavone
Anno Accademico 2015-2016
Indice
Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
Lo scenario tecnologico di riferimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1 Smartphone e sistemi operativi mobili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Che cosa è uno smartphone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.2 Storia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3 Funzionalità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.4 Caratteristiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.5 Il sistema operativo Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.6 Architettura di Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Navigazione outdoor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Sistema di posizionamento globale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Il sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3 Principio di funzionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.4 Sistemi di navigazione e smartphone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Navigazione Indoor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3.1 QRCode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Descrizione del progetto MediNav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 L’idea alla base di MediNav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1 La loro idea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 La nostra idea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Evoluzioni tecniche dell’idea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Localizzazione radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2 Google Maps Indoor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 L’idea ﬁnale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Architettura del sistema MediNav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.1 Descrizione del front-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4.2 Descrizione del back-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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19
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22
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25
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Analisi dei requisiti della componente di front-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1 Obiettivi della componente di front-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.1.1 L’interfaccia graﬁca di Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
IV
Indice
3.2 Requisiti non funzionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 La piattaforma hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Linguaggio di programmazione adottato . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Approcci alla progettazione dell’interfaccia . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Requisiti funzionali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Navigazione guidata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2 Navigazione libera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3 Visualizzazione delle schede informative . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Progettazione della componente di front-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Progettazione della componente Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Classe MainActivity.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Classe ChooseFaculty.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3 Classe ChooseStartingPoint.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.4 Classe ChooseDestination.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.5 Classe About.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.6 Classe MarkCard.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.7 Classe MapShow.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Progettazione dei documenti XML a supporto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1 File activity main.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 File activity choose faculty.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3 File activity choose destination.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.4 File activity choose starting point.xml . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.5 File activity mark card.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.6 File activity about.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.7 File activity map show.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Progettazione della componente applicativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1 Mockup di livello 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Process Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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41
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50
50
50
Implementazione della componente di front-end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Implementazione della componente Java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1 Implementazione della classe MainActivity.java . . . . . . . . . .
5.1.2 Implementazione della classe ChooseFaculty.java . . . . . . . . .
5.1.3 Implementazione della classe ChooseDestination.java . . . . .
5.1.4 Implementazione della classe MarkCard.java . . . . . . . . . . . . . .
5.1.5 Implementazione della classe MapShow.java . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Implementazione della componente XML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1 Implementazione del ﬁle activity main.xml . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2 Implementazione del ﬁle activity choose faculty.xml . . . . . . . . .
5.3 Manuale utente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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71
Discussione critica in merito al sistema realizzato . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1 Analisi SWOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.1 Punti di forza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.2 Punti di debolezza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3 Opportunità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.4 Minacce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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77
77
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78
79
Indice
V
6.2 Soluzioni alternative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.2.1 Wescape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.3 Lesson learned . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Conclusioni e uno sguardo al futuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Ringraziamenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
Elenco delle figure
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
IBM Simon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Architettura di Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Un satellite GPS in orbita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Un comune ricevitore GPS nautico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Google Maps ed Apple Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Esempio di QRCode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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14
17
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
Un primo esempio di disposizione dei QRCode sulla mappa . . . . . . . . .
Un secondo esempio di disposizione dei QRCode sulla mappa . . . . . . .
Un primo concept dell’app per come era stata inizialmente pensata . .
Un secondo concept dell’app per come era stata inizialmente pensata
Un terzo concept dell’app per come era stata inizialmente pensata . . .
Google Maps Indoor: visuale della mappa via smartphone . . . . . . . . . .
Google Maps Indoor: visuale della mappa via web . . . . . . . . . . . . . . . . .
Map Layer di MapView . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bitmap Layer di MapView . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Location Layer di MapView . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mark Layer di MapView . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Route Layer di MapView . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tipi di layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Esempio di ConstraintLayout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Activity principale di MediNav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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20
21
21
22
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24
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29
30
31
31
32
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
L’interfaccia utente nell’ambito dell’architettura di un sistema . . . . . .
Vari tipi di UI Android a confronto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Esempio di dispositivo Nexus Google con la tipica UI stock . . . . . . . . .
Il logo di Xamarin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Il logo di Ionic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Apache Cordova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
35
35
37
37
37
4.1
4.2
4.3
Diagramma della classe MainActivity.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Diagramma della classe ChooseFaculty.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Diagramma della classe ChooseStartingPoint.java . . . . . . . . . . . . . . 44
VIII
Elenco delle figure
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
4.20
4.21
4.22
4.23
4.24
4.25
4.26
Diagramma della classe ChooseDestination.java . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagramma della classe About.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagramma della classe MarkCard.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagramma della classe MapShow.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struttura del ﬁle activity main.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struttura del ﬁle activity choose faculty.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struttura del ﬁle activity choose destination.xml . . . . . . . . . . . . . .
Struttura del ﬁle activity choose starting point.xml . . . . . . . . . . .
Struttura del ﬁle activity mark card.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struttura del ﬁle activity about.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struttura del ﬁle activity map show.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mockup relativo all’activity principale dell’applicazione . . . . . . . . . . . .
Mockup relativo alla scelta di un’area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mockup relativo alla scelta di una destinazione in modalità “Navigate”
Mockup relativo alla scelta di una destinazione in modalità “Explore”
Mockup relativo alla visualizzazione di una scheda informativa . . . . . .
Mockup relativo alla navigazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Process ﬂow relativo a MainActivity.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Process ﬂow relativo a ChooseFaculty.java in modalità “Navigate” .
Process ﬂow relativo a ChooseFaculty.java in modalità “Explore” . .
Process ﬂow relativo a ChooseDestination.java . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Process ﬂow relativo a ChooseStartingPoint.java . . . . . . . . . . . . . . .
Process ﬂow relativo a MapShow.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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45
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49
49
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51
51
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52
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55
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56
57
57
58
58
Ciclo di vita di un’activity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Esempio di progettazione visiva di activity main.xml . . . . . . . . . . . . .
Esempio di progettazione visiva di activity choose faculty.xml . .
Schermata di primo avvio dell’applicazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Messaggio che viene mostrato all’utente che nega il permesso di
usare la fotocamera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6 Schermata principale dell’applicazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7 Schermata relativa alla scelta di un’area in modalità “Explore” . . . . . .
5.8 Schermata relativa alla scelta di una destinazione in modalità
“Explore” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9 Schermata relativa alla navigazione in modalità “Explore” . . . . . . . . . .
5.10 Schermata relativa ad una scheda informativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.11 Schermata relativa alla navigazione in modalità “Navigate” . . . . . . . . .
60
69
72
73
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
6.1
6.2
6.3
73
74
74
75
75
76
76
Analisi SWOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Il logo di Wescape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Navigazione tramite Wescape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Elenco dei listati
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
5.16
5.17
5.18
5.19
Deﬁnizione del metodo onCreate della classe MainActivity.java . . .
Deﬁnizione del metodo onCreateOptionsMenu della classe
MainActivity.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onOptionsItemSelected della classe
MainActivity.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onNavigate della classe MainActivity.java .
Deﬁnizione del metodo onExplore della classe MainActivity.java . .
Deﬁnizione del metodo checkPermissions della classe
MainActivity.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onRequestPermissionsResult della classe
MainActivity.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onCreate della classe ChooseFaculty.java . .
Deﬁnizione del metodo onActivityResult della classe
ChooseFaculty.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onCreate della classe
ChooseDestination.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onActivityResult della classe
ChooseDestination.java . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onCreate della classe MarkCard.java . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo setDescription della classe MarkCard.java .
Deﬁnizione del metodo setImage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo onCreate della classe MapShow.java . . . . . . . .
Deﬁnizione del metodo initMapView della classe MapShow.java . . . . .
Struttura del ﬁle activity main.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
File activity choose faculty.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
File row.xml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
61
61
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62
62
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65
65
65
65
66
67
68
70
71
Introduzione
Al giorno d’oggi si sente parlare sempre più spesso di “mobile”, “smartphone”,
“app”, “wireless”, “3G”, termini che, ormai, sono diventati parte del vocabolario
di tutti i giorni, e questo grazie alla rapida evoluzione delle tecnologie mobili. Gli
smartphone o i tablet sono ormai in grado di compiere operazioni complesse che,
ﬁno a qualche anno fa, erano ritenute impossibili; i dispositivi sono diventati sempre
più potenti, eﬃcienti, innovativi ed alla portata di tutti. Il mondo delle applicazioni mobili ha, quindi, subito un’espansione esponenziale e continuerà a crescere in
quanto il mercato è in continua evoluzione. Non si parla soltanto di applicazioni
ludiche, ma di software applicabili a diversi ambiti, quali la vita privata, la sanità,
la pubblica amministrazione, le aziende, etc.
I primi smartphone integravano un semplice web browser, tramite cui era possibile usufruire quasi degli stessi servizi web di un comune PC. Il mondo web ha
fornito (e continua a fornire) innumerevoli servizi e vantaggi ai vari utenti; da un
semplice PC connesso alla rete è possibile svolgere moltissime operazioni tra cui: navigare su Internet per la ricerca di informazioni (news, mappe, meteo, etc.), accedere
a servizi social (Facebook, Twitter, Linkedin, Myspace, etc.), consultare il proprio
conto corrente ed eﬀettuare pagamenti, consultare forum, blog e condividere proprie
esperienze, inviare messaggi di posta elettronica e “chattare” o videocomunicare con
utenti sparsi in tutto il mondo.
L’immissione sul mercato del primi telefoni cellulari che avevano la possibilità
di gestire e-mail (blackberry) o navigare tramite wap ha fatto si che il processo di
integrazione tra mondo web e mondo mobile iniziasse ad avere luogo. Molti pensano
che il mondo mobile sia nato in corrispondenza dell’arrivo dell’iPhone, ma non è
cosı̀. I dispositivi mobili erano già disponibili da qualche anno (i primi smarphone
arrivano intorno al 2003) e avevano già delle ottime caratteristiche; gli schermi
iniziavano ad avere una qualità più alta, la multimedialità veniva già tenuta in gran
considerazione (player mp3, radio FM, video streaming, etc.), i programmi per la
gestione delle e-mail erano già presenti ed evolvevano sempre di più.
Nel 2006, poi, si assiste ad un ulteriore passo avanti con i terminali che si connettevano al segnale 3G, con schede Wi-Fi integrate, GPS, sensori di luminosità e
movimento, riconoscimento vocale, brower web (non solo wap).
Nel 2007 l’immissione sul mercato del telefono di Cupertino ha segnato una svolta nel mondo mobile non tanto grazie alla tecnologia innovativa (gli altri smarphone
4
Introduzione
facevano già le stesse cose), quanto a:
• Innovazione del marketing: grazie all’Apple Store e iTunes la modalità di rilascio
di un software era molto semplice, veloce e a prezzi molto competitivi;
• Usabilità: grazie allo schermo multitouch, le gesture e l’assenza di tastiera ﬁsica,
il dispositivo risultava molto facile da utilizzare;
• Sicurezza e chiusura: all’epoca l’iPhone molto più stabile e sicuro dei diretti
concorrenti.
Da quel momento, grazie al successo ottenuto, i vari competitor si sono adeguati
e hanno iniziato a produrre strumenti sempre più simili al dispositivo di riferimento,
cercando di migliorare sempre più le varie funzionalità. Ad oggi il maggior concorrente di Apple è Google che, con il sistema operativo open source Android e la sua
presenza su terminali di brand diversi, ha superato Apple nelle vendite dei dispositivi mobili. Ovviamente, l’utente ﬁnale è colui il quale trae più giovamento da
questa situazione, in quanto ha a disposizione una notevole quantità di dispositivi con diverse caratteristiche e diversi prezzi, che gli permettono di eﬀettuare una
molteplicità di operazioni tra le quali, naturalmente, essere sempre connesso alla
rete.
Dal 2007 ad oggi lo sviluppo dei dispositivi mobili è proseguito in maniera esponenziale; i più comuni smartphone possono annoverare, tra le proprie caratteristiche,
la telefonia, il bluetooth, il microfono, la fotocamera, la multimedialità, la graﬁca
3D, il touchscreen, notiﬁche ed allarmi, il networking, la realtà virtuale, presenza di
svariati sensori (accelerometro, giroscopio, bussola, GPS, etc.), la realtà aumentata,
etc.
La motivazione che ci ha spinti a progettare e implementare questo sistema è
stata, quindi, quella di metterci alla prova, come ingegneri, con questa nuova ed
emergente realtà.
Grazie al crescente uso di smartphone e tablet, il settore dello sviluppo di applicazioni mobili sta registrando un’enorme crescita e costituisce un segmento industriale particolarmente promettente, in cui non sono richiesti grandi capitali, ma
grandi competenze e buone idee. La domanda di ingegneri nel campo dell’ICT da
parte delle aziende è, perciò, in crescente aumento. Tutto questo ci fa comprendere come la preparazione nel campo della programmazione “mobile” sia utile, o
addirittura indispensabile, per un aspirante ingegnere informatico.
Il lavoro eﬀettuato nella tesi è stato motivato anche dal fatto che i sistemi di
navigazione indoor sono anch’essi un fenomeno piuttosto recente, fonte di continue
ricerche e studi, che ci hanno permesso di valutare, fra tante opportunità ed idee,
quella più adeguata per la realizzazione del nostro sistema. La scelta, nel nostro
caso, è ricaduta sull’utilizzo di QRCode.
Un codice QR (Quick Response Code) è un codice a barre bidimensionale, ossia
a matrice, composto da moduli neri disposti all’interno di uno schema di forma quadrata; esso viene impiegato per memorizzare informazioni generalmente destinate a
essere lette tramite smartphone. La scelta di utilizzare i QRCode come infrastruttura di supporto alla navigazione è motivata dal fatto che essi rappresentano sia
la soluzione più semplice (di facile generazione), sia quella più economica, essendo
praticamente a costo nullo.
Introduzione
5
Il progetto vuole oﬀrire una modalità di orientamento alternativa all’interno degli ediﬁci dell’Università Mediterranea, garantendo, cosı̀, un’autonomia totale nella
ricerca di un luogo speciﬁco, con conseguente risparmio di tempo. La tesi intende
unire elementi di analisi e progettazione di un sistema ad elementi di implementazione e testing dello stesso, coinvolgendo gli aspetti alla base del lavoro di un
ingegnere informatico.
L’applicazione è studiata in modo tale che sia fruibile da chiunque sia in possesso
di uno smartphone con sistema operativo Android dotato di fotocamera. Tale utente
potrà, tramite la scansione di appositi QRCode, orientarsi all’interno dei vari ediﬁci.
Il software permette di avere due modalità di navigazione, una che prevede,
tramite scansione di QRCode e scelta di una destinazione, di visualizzare mappe
guidate; l’altra consente di esplorare liberamente le planimetrie delle varie aree.
La tesi è strutturata come di seguito speciﬁcato:
•
•
•
•
•
•
•
Nel primo capitolo verrà proposto un breve excursus sulla nascita ed evoluzione degli smartphone e dei principali sistemi operativi che li aﬃancano; inoltre
vengono analizzate le tecniche di navigazione outdoor, e soprattutto indoor, che
questi dispositivi oﬀrono.
Nel secondo capitolo viene proposta un’analisi del progetto MediNav, illustrando
le sue principali caratteristiche e l’idea da cui ha avuto sviluppo.
Il terzo capitolo si concentrerà sull’analisi dei requisiti della componente di frontend del sistema e descriverà nei dettagli la sua architettura.
Nel quarto capitolo verrà introdotta la progettazione del nostro sistema, facendo
riferimento a dei mock-up, per la pianiﬁcazione del layout, e ad un workﬂow
graﬁco, per analizzare l’interazione dell’utente con esso. Sarà, inoltre, descritta
la progettazione della componente dati dell’applicazione mediante l’utilizzo dei
diagrammi di classe e dei relativi ﬁle di layout XML.
Nel quinto capitolo verrà descritta l’implementazione del nostro sistema, suddivisa in più parti, concentrate sulle singole classi analizzate in fase di progettazione.
Nel sesto capitolo verrà proposta un’analisi SWOT del progetto realizzato,
valutandone gli aspetti positivi e negativi.
Inﬁne, verranno tratte le conclusioni e verranno delineati alcuni possibili sviluppi
futuri.
1
Lo scenario tecnologico di riferimento
L’enorme avanzamento, nell’ultimo decennio, delle tecnologie legate ai telefoni cellulari ha, indubbiamente, cambiato le nostre abitudini. Il cellulare, da semplice strumento adibito alla sola comunicazione telefonica e all’invio e ricezione dei messaggi
di testo, si è evoluto in un vero e proprio microcomputer mobile. Lo tesimonia la
rapida diﬀusione degli smartphone, telefoni cellulari caratterizzati dalla presenza di
un sistema operativo e dalla possibilità di installare ed eseguire applicazioni. Basandosi su quanto detto, in questo capitolo, verranno descritti brevemente i più diﬀusi
sistemi operativi mobili; particolare attenzione sarà data ai sistemi di navigazione
outdoor ed indoor che questi dispositivi oﬀrono.
1.1 Smartphone e sistemi operativi mobili
1.1.1
Che cosa è uno smartphone
Lo smartphone, o telefono intelligente, è un telefono cellulare con capacità di calcolo,
di memoria e di connessione dati molto più avanzate rispetto ai normali telefoni
cellulari, basato su un sistema operativo per dispositivi mobili.
I primi smartphone combinavano le funzioni caratteristiche di un palmare a
quelle di un telefono cellulare. I modelli più moderni, successivamente, si sono arricchiti delle funzionalità tipiche dei dispositivi multimediali, permettendo di girare
e riprodurre video, scattare e visualizzare foto ed ascoltare musica. Col passare del
tempo le capacità di questi dispositivi si sono evolute sempre di più ﬁno a renderli
dei micro-computer tascabili che permettono di navigare in internet mediante browser web alla pari di un computer ﬁsso, leggere la posta elettronica, scaricare e
modiﬁcare documenti pdf, e cosı̀ via. Una peculiarità importante di tali dispositivi
è, inoltre, quella di poter estendere ulteriormente le funzionalità di base tramite
l’installazione delle cosiddette app (applicazioni dedicate ai dispositivi mobili, cosı̀
come i programmi lo sono per i computer ﬁssi), scaricabili dai rispettivi market di
vendita.
8
1.1.2
1 Lo scenario tecnologico di riferimento
Storia
L’idea di unire funzionalità tipiche di un telefono a quelle di un computer risale al
1973. Il termine smartphone fu usato per la prima volta nel 1997, quando la Ericsson
produsse Penelope, un dispostivo a cui la società attribuı̀ il termine smartphone.
Il primo smartphone, chiamato Simon (Figura 1.1), fu progettato dalla IBM
nel 1992 e messo in commercio dalla BellSouth a partire dal 1993. Questo nuovo
dispositivo possedeva tutte le comuni funzionalità di un telefono, alle quali aﬃancava
la presenza di calendario, rubrica, orologio, block notes, funzioni per la lettura di
e-mail e giochi.
I BlackBerry sono considerati i primi dispositivi ad essersi aﬀermati su scala
internazionale come smartphone. Inizialmente questi dispositivi permettevano di
aprire e consultare allegati, oltre a poter navigare in internet con un browser mobile,
caratteristica che all’epoca era considerata unica.
Dai primi anni 2000 l’evoluzione degli smartphone è andata di pari passo con lo
sviluppo degli standard di telefonia mobile cellulare, in particolare dall’UMTS ﬁno
all’HSPA e all’LTE con capacità di banda superiori ai precedenti standard GSM/GPRS. La crescita della capacita in banda ha consentito a questi dispositivi che sono
costantemente connessi alla rete, di poter ricevere ed inviare grandi quantità di
informazioni quasi istantaneamente.
Figura 1.1. IBM Simon
Gli smartphone, per come sono conosciuti oggi, hanno avuto inizio a partire dal
2007 quando Apple ha introdotto sul mercato un nuovo tipo di cellulare, dotato di
multitouch e pinch to zoom: l’iPhone (col termine “pinch to zoom” si intende il
movimento a pinza delle dita per ingrandire o rimpicciolire elementi sullo schermo
del dispositivo). Questo nuovo dispositivo ha conferito una grande spinta al mercato
1.1 Smartphone e sistemi operativi mobili
9
degli smartphone ed ha favorito la nascita della concorrenza. Nel 2008, infatti, HTC
ha introdotto il T-Mobile G1, meglio noto come HTC Dream, il primo smartphone
Android, sistema operativo sviluppato da Google che, grazie alla sua natura open
source, è stato adottato da numerosi produttori, tra cui Samsung, LG, HTC e
Huawei.
La sezione mobile di Nokia, restia ad adottare il sistema operativo di Google, è
stata acquisita da Microsoft nel 2013, dando vita alla serie di smartphone Lumia
con sistema operativo Windows Phone. Col passare degli anni sono questi i sistemi
operativi che ancora oggi dominano il mercato mobile. Android, grazie alla sua
natura open source, risulta il sistema operativo più diﬀuso, seguito da iOS, il sistema
operativo proprietario di Apple, e per ultimo da Windows Phone, la versione mobile
del celebre sistema operativo Windows per server e desktop.
1.1.3
Funzionalità
Le funzionalità comuni alla maggior parte degli smartphone includono la connessione dati, ovvero l’accesso a Internet, le e-mail, la pianiﬁcazione delle attività (agenda
o scheduler), la fotocamera, la rubrica e i contatti personali, il registratore audio, il
riproduttore audio-musicale. Nella maggioranza dei modelli è disponibile la navigazione satellitare con GPS e la compatibilità con i formati di ﬁle più comuni, come
PDF e quelli della suite Microsoft Oﬃce.
Esistono smartphone con vari tipi di connettività, come GSM, GPRS, EDGE,
UMTS, HSDPA, HSUPA, LTE, che integrano tecnologie Bluetooth, Wi-Fi ed NFC
per la comunicazione con altri dispositivi.
Molte di queste funzionalità sono possibili grazie alla presenza nel dispositivo
mobile di svariati sensori tra i quali l’accelerometro, il magnetometro, il sensore di
prossimità, il sensore di pressioni atmosferica, etc. Modelli più recenti consentono
l’uso dello smartphone come modem-router, tramite una tecnologia chiamata tethering, mediante la quale la connessione del dispositivo host viene condivisa attraverso
Bluetooth, Wi-Fi o tramite un cavo USB.
La caratteristica principale di uno smartphone è quella di poter estenderne le
funzionalità installando applicazioni di terze parti.
Un’altra caratteristica tra le tante di uno smartphone è quella di poter inserire
direttamente dal cellulare un numero ﬁsso o mobile in una blacklist, per bloccare
tutte le comunicazioni, come la ricezione di SMS, MMS e chiamate vocali sul proprio
terminale. Questa ed altre funzionalità si possono ottenere anche mediante l’installazione di app speciﬁche per il call-blocking o l’sms-blocking. Esistono, anche, app
che permettono di eﬀettuare call-recording, ovvero registrare le chiamate eﬀettuate
e ricevute.
1.1.4
Caratteristiche
A rendere gli smartphone cosı̀ performanti e funzionali rispetto ai comuni terminali vocali sono stati l’aumento delle prestazioni in termini di potenza di calcolo
del processore e il costante aumento della capacità e della velocità in lettura/scrittura delle memorie. Tutto ciò è stato possibile grazie ai progressi fatti nel campo
dell’elettronica dei circuiti integrati, che hanno permesso di ridurre sempre di più
10
1 Lo scenario tecnologico di riferimento
le dimensioni dei microprocessori, aumentandone, allo stesso tempo, la potenza di
calcolo e diminuendone i consumi elettrici.
Oltre ai progressi a livello hardware, per questi dispositivi sono stati sviluppati
sistemi operativi ad hoc. I principali sono Android, sviluppato da Google, iOS, sistema operativo proprietario di Apple, Windows Mobile, sistema operativo sviluppato
da Microsoft per i dispositivi Lumia, ed altri di minore rilevanza, come Symbian,
MeeGo, Firefox Os, Blackberry 10 etc.
Tipicamente l’interazione con questi dispositivi avviene mediante interfacce
utente sempre più facili da utilizzare, come lo schermo tattile, che ha permesso
di eliminare l’esigenza di avere tastiere e tasti ﬁsici.
1.1.5
Il sistema operativo Android
Android, insieme ad iOS e Windows Mobile, fa parte della categoria dei sistemi
operativi per dispositivi mobili. Sviluppato da Google, e basato sul kernel Linux,
non è propriamente un sistema GNU/Linux dal momento che la maggior parte delle
utilità GNU è sostituita da software scritto in linguaggio Java.
Lo sviluppo di Android prosegue attraverso l’Android Open Source Project, il
quale è software libero, ad esclusione di diversi ﬁrmware non-liberi inclusi per i
produttori di dispositivi, e delle cosiddette Google Apps come, ad esempio, Google
Play. Android è distribuito sotto i termini della licenza libera Apache 2.0 che si
riserva di non includere software coperto da licenze copyleft.
1.1.6
Architettura di Android
La piattaforma Android è ben strutturata e stratiﬁcata (Figura 1.2) a tal punto che
ha poco da invidiare a quelle dei comuni sistemi desktop.
Il cuore del sistema è basato sul kernel di Linux (Versione 2.6), che costituisce il
livello di astrazione di tutto l’hardware sottostante; quest’ultimo include il Wi-Fi, il
Bluetooth, il GPS, la fotocamera, il touchscreen, etc. I produttori hardware possono,
quindi, intervenire già a questo livello per personalizzare i driver che consentono la
comunicazione con i propri dispositivi. Grazie all’astrazione dell’hardware, infatti,
i livelli soprastanti non si accorgono dei cambiamenti hardware, permettendo una
programmazione ad alto livello omogenea ed una user experience indipendente dal
dispositivo.
Il livello superiore riguarda l’equipaggiamento software costitutio dalle librerie
fondamentali che gestiscono, ad esempio, la graﬁca 2D e 3D (OpenGL ES), dal
browser con engine WebKit, dal supporto per i database (SQLite) o, ancora, dal
supporto alla crittograﬁa (SSL).
L’ambiente di runtime, o esecuzione, è costituito da una libreria core e da una
macchina virtuale (VM). Insieme esse rappresentano la piattaforma di sviluppo
per Android. La virtual machine di Android è una versione personalizzata della
Java Virtual Machine (Chiamata Dalvik per versioni di Android inferiori alla 5.0
e ART per versioni superiori), progettata ed ottimizzata appositamente per essere
eseguita su hardware meno “performanti”, come quello degli smartphone, che fanno
parte della categoria dei sistemi embedded, ovvero sistemi dotati di risorse hardware
(quantità di RAM, risorse energetiche, potenza di calcolo) limitate. In realtà i più
1.1 Smartphone e sistemi operativi mobili
11
Figura 1.2. Architettura di Android
moderni smartphone possono vantare processori quad-core con quantitativi di RAM
dell’ordgine dei 4 Gb, per cui questa aﬀermazione comincia già ad essere obsoleta.
Il kernel Linux di Android è un sistema multi-utente nel quale ogni applicazione rappresenta un utente diﬀerente. Il sistema, infatti, crea un unico User ID per
ogni applicazione (sconosciuto ad essa) e imposta i permessi dei ﬁle dell’applicazione stessa in modo che solo quel determinato ID possa averne l’accesso. Inoltre,
ogni applicazione sullo smartphone viene lanciata in un processo Linux a se stante
all’interno di una propria istanza della virtual machine (Dalvik o ART). Questa
architettura a sandbox garantisce la stabilità del sistema nel caso in cui qualche
applicazione crei problemi. La comunicazione tra applicazioni diverse è permessa
tramite la condivisione dello stesso User ID e della stessa macchina virtuale in
modo da preservare la coerenza delle risorse di sistema.
Al penultimo livello è possibile rintracciare i gestori e le applicazioni di base
del sistema. Ci sono gestori per le risorse, per le applicazioni installate (package
manager), per le telefonate, per il ﬁle system etc.
All’ultimo e più alto livello risiedono le applicazioni utente. Le funzionalità di
base del sistema, come, ad esempio, il telefono, non sono altro che applicazioni utente
scritte in codice Java e che vengono eseguite ciascuna nella propria istanza della
macchina virtuale. Da notare che non è la distribuzione Java ME che viene eseguita,
ma una versione appositamente creata per la Dalvik Virtual Machine. Il codice Java,
infatti, viene compilato e tradotto in bytecode; dopodichè, rispetto a Java, subisce
un’ulteriore trasformazione in un formato chiamato dex ﬁle. Quest’ultimo passaggio
ha consentito, da un lato, a Google di svincolarsi da possibili problemi legali con
Oracle, nuova proprietaria di Java, e dall’altro di poter ottimizzare il codice per la
sua JVM.
12
1 Lo scenario tecnologico di riferimento
1.2 Navigazione outdoor
1.2.1
Sistema di posizionamento globale
Il sistema di posizionamento globale, o GPS, è un sistema di posizionamento e navigazione satellitare civile, che, mediante una rete dedicata di satelliti (Figura 1.3)
artiﬁciali in orbita, fornisce ad un ricevitore GPS (Figura 1.4), o ad un terminale
mobile, come uno smartphone, informazioni sulle sue coordinate geograﬁche ed orario, in qualunque condizione meteorologica, ovunque sulla Terra vi sia un contatto
privo di ostacoli con almeno quattro satelliti del sistema. La localizzazione è resa
possibile tramite la trasmissione di un segnale radio da parte di ciascun satellite e
la successiva elaborazione dei segnali ricevuti da parte del ricevitore.
Figura 1.3. Un satellite GPS in orbita
1.2.2
Il sistema
Il segmento spaziale comprende da 24 a 32 satelliti. Il segmento di controllo si compone di una stazione di controllo principale, una stazione di controllo alternativa,
varie antenne dedicate e condivise e stazioni di monitoraggio. Il segmento utente,
inﬁne, è composto dai ricevitori GPS.
Attualmente sono in orbita 31 satelliti attivi nella costellazione GPS (più alcuni
satelliti dismessi, alcuni dei quali riattivabili in caso di necessità). I satelliti supplementari migliorano la precisione del sistema permettendo misurazioni ridondanti.
Al crescere del numero di satelliti, la costellazione è stata modiﬁcata secondo uno
schema non uniforme che si è dimostrato maggiormente aﬃdabile in caso di guasti
contemporanei di più satelliti.
1.2 Navigazione outdoor
13
Figura 1.4. Un comune ricevitore GPS nautico
1.2.3
Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento si basa su un metodo di posizionamento sferico detto
trilaterazione, che parte dalla misura del tempo impiegato da un segnale radio a
percorrere la distanza satellite-ricevitore.
Poiché il ricevitore non conosce quando è stato trasmesso il segnale dal satellite,
per il calcolo della diﬀerenza dei tempi il segnale inviato dal satellite è di tipo orario,
grazie all’orologio atomico presente sul satellite; il ricevitore calcola l’esatta distanza
di propagazione dal satellite a partire dalla diﬀerenza (dell’ordine dei microsecondi)
tra l’orario pervenuto e quello del proprio orologio, sincronizzato con quello a bordo
del satellite, tenendo conto della velocità di propagazione del segnale.
L’orologio a bordo dei ricevitori GPS è, però, molto meno soﬁsticato di quello
a bordo dei satelliti e deve essere corretto frequentemente, non essendo altrettanto
accurato sul lungo periodo. In particolare, la sincronizzazione di tale orologio avviene all’accensione del dispositivo ricevente, utilizzando l’informazione che arriva
dal quarto satellite, venendo, cosı̀, continuamente aggiornata. Se il ricevitore avesse
anch’esso un orologio atomico al cesio perfettamente sincronizzato con quello dei
satelliti, sarebbero suﬃcienti le informazioni fornite da 3 satelliti; nella realtà non
è cosı̀, e, dunque, il ricevitore deve risolvere un sistema di 4 incognite (latitudine,
longitudine, altitudine e tempo) e, per riuscirci, necessita, dunque, di 4 equazioni.
Ciascun satellite opera su due frequenze, una per uso civile ed una per uso
militare, anche se i più recenti ricevitori GPS in campo ingegneristico hanno la
possibilità di usufruire del canale dedicato all’uso militare, che permette di ottenere
una precisione di localizzazione superiore rispetto a quella ottenibile usando il solo
canale civile (dell’ordine dei centimetri invece che dei metri). Ogni messaggio inviato
da ciascun satellite contiene le seguenti informazioni:
•
•
•
•
tempo della trasmissione del satellite (satellite time-of-transmission);
eﬀemeridi satellite (satellite ephemeris);
grado di funzionalità del satellite (satellite (SIS) health);
correzione relativistica dell’orologio satellitare (satellite clock correction);
14
1 Lo scenario tecnologico di riferimento
• eﬀetti di ritardo del segnale dovuti alla ionosfera (ionospheric delay eﬀects);
• correlazione con il tempo coordinato universale (UTC), come speciﬁcato dallo
United States Naval Observatory (USNO);
• stato della costellazione (constellation status).
La funzione del ricevitore di bordo è, prima di tutto, quella di identiﬁcare il
satellite attraverso la banca dati di codici che quest’ultimo ha in suo possesso;
infatti, ogni satellite ha un codice e il ricevitore lo identiﬁca grazie a quest’ultimo.
L’altra funzione importante del ricevitore è quella di calcolare il “delta t”, ovvero
il tempo impiegato dal segnale per arrivare dal satellite al ricevitore.
Ogni satellite trasmette l’almanacco (parametri orbitali approssimati) dell’intera costellazione, ma esclusivamente le eﬀemeridi relative a se stesso. La parte
relativa alle eﬀemeridi dura 18 secondi e viene ripetuta ogni 30 secondi. Per scaricare completamente l’almanacco dell’intera costellazione sono necessari, invece, 12,5
minuti.
In tal modo il ricevitore GPS, mentre eﬀettua il conteggio Doppler, riceve i
parametri dell’orbita da cui deriva la posizione del satellite; viene, cosı̀, a disporre
di tutti gli elementi necessari a deﬁnire nello spazio la superﬁcie di posizione.
1.2.4
Sistemi di navigazione e smartphone
La presenza di ricevitori GPS integrati nei moderni smartphone ha portato allo
sviluppo di sistemi di navigazione assistita sia online (Google Maps, Apple Maps
Figura 1.5) che oﬄine (TomTom Go).
Figura 1.5. Google Maps ed Apple Maps
Tra i tanti servizi oﬀerti da queste piattaforme il più comune è quello della navigazione assistita verso una destinazione preﬁssata. Oltre alla localizzazione semplice,
mediante gli smartphone, i servizi GPS sono stati integrati anche nei social network,
1.3 Navigazione Indoor
15
con la possibilità di condividere in ogni istante la propria posizione. Altri usi del
GPS permettono di catalogare le foto eﬀettuate con il cellulare in base alla posizione. Google Maps integra nella propria piattaforma la possibilità di eﬀettuare
ricerche di ristoranti, negozi, località, etc.
I servizi GPS, benchè comodi, hanno le loro limitazioni, come visto nella sezione
1.2.3. Per riuscire ad ottenere la posizione in un determinato punto sulla superﬁcie terrestre è necessario che il ricevitore GPS sia in grado di agganciare almeno
4 satelliti. Questa condizione, spesso, non viene rispettata, specialmente nelle zone cosiddette indoor. All’interno degli ediﬁci, nelle gallerie, nei sottopassaggi, o in
qualunque altro ambiente che non sia a cielo aperto, il segnale GPS diventa troppo
debole e la sua ricezione può essere pessima, o addirittura nulla.
Altra importante limitazione è la mancanza di informazioni altimetriche. Viste le
forti limitazioni del sistema GPS in ambienti a bassa o nulla ricezione, si è cercato di
sviluppare tecnologie ausiliarie che permettessero la navigazione anche in ambienti
isolati dal segnale GPS.
Queste nuove tecnologie sfruttano il segnale GPS in combinazione con le informazioni ricavate dai vari sensori dello smartphone (come l’accellerometro, il magnetometro, il sensore di prossimità) le informazioni relative alle caratteristiche delle
infrastrutture già presenti nell’ambiente urbano (tra cui intensità del segnale di rete
mobile, la presenza e l’intensità di reti Wi-Fi, dispositivi Bluetooth etc). Queste
informazioni, in combinazione con quelle relative al segnale GPS, permettono una
precisione di localizzazione dell’ordine dei centimetri. Inoltre, in assenza di segnale
GPS, mediante il rilevamento di reti Wi-Fi, dispositivi bluetooth e reti mobili, è
possibile risalire alla posizione del dispositivo, anche se, spesso, con una precisione
molto inferiore.
1.3 Navigazione Indoor
L’esigenza di avere sistemi di localizzazione anche in assenza del segnale GPS ha
dato il via allo sviluppo di tecnologie alternative, che fossero in grado di fornire gli
stessi risultati dei servizi a cielo aperto in zone indoor. Gli utilizzi della navigazione
indoor permetterebbero la nascita di sistemi di navigazione all’interno dei supermercati, la possibilità di conoscere l’esatta locazione di ciascun prodotto all’interno
di un magazzino o, più semplicemente, una navigazione stile GPS in ambienti dove
quest’ultimo non sia disponibile (parcheggi sotterranei).
La navigazione indoor è, per sua natura, più complessa e variegata di quella
outdoor, e comunque non riconducibile ad un’unica tecnologia, come quella GPS
per l’outdoor. Questo, nel corso degli anni, si è rivelato un interessante problema di
studio e ricerca scientiﬁca, allo scopo di trovare una soluzione eﬃciente e deﬁnitiva.
Gli studi proposti negli ultimi anni hanno individuato varie tipologie di soluzioni,
che possiamo raggruppare nelle seguenti categorie:
•
•
•
radio localization (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee)
dead reckoning
pattern recognition ed analisi ambientale
16
1 Lo scenario tecnologico di riferimento
Radio Localization
È un metodo di posizionamento basato su un’infrastruttura, esterna o interna,
costituita da antenne radio, solitamente installate in delle posizioni ben precise
conosciute a priori e geolocalizzate.
È una sorta di emulazione di quello che avviene con la triangolazione tramite
i satelliti del sistema GPS. Questa metodologia di posizionamento, in alcuni, casi
prende anche il nome di GPS-like pseudolites. Lo Pseudolite, o pseudo satellite, è
un trasmettitore del segnale GPS, installato in modo stabile a terra, utilizzato per
incrementare la diﬀusione del segnale su ambienti a copertura scarsa o su ambienti
indoor. Gli pseudoliti possono essere deﬁniti, quindi, come dei piccoli satelliti GPS
che permettono una precisa localizzazione ma richiedono alti costi di installazione
e di calibrazione.
Molti di questi sistemi di navigazione permettono il tracking indoor a tre dimensioni e si basano su reti radio UWB (Ultra Wide Band), Bluetooth, ZigBee, o
Wi-Fi.
La navigazione indoor via radio, già disponibile da alcuni anni, presenta l’inconveniente di essere eccessivamente costosa. Essa necessita, infatti, dell’installazione
di un’infrastruttura di rete e, tuttavia, non è esente da errori di misurazioni: il segnale radio (UWB, Bluetooth o Wi-Fi), da solo, non è suﬃciente per una perfetta
localizzazione continua e costante a causa di interferenze o cadute di segnale.
Dead reckoning
Una tecnica alternativa deriva dal dead reckoning, o navigazione stimata. Nella
maggior parte dei casi questo metodo prevede la conoscenza a priori delle mappe
degli ediﬁci. Il dead reckoning ha come principali vantaggi il basso costo e la richiesta
di un’infrastruttura minimale rispetto alle altre tecniche.
Il dead reckoning si basa sul calcolo della posizione corrente di un oggetto mediante l’utilizzo di una posizione precedentemente nota, ed avanza tale posizione
basandosi sulla conoscenza o stima della velocità di spostamento nel tempo. Mediante gli smartphone è possibile stimare la posizione di un utente conteggiando
i passi da una posizione nota mediante l’utilizzo dell’accellerometro e del giroscopio. Lo svantaggio principale è che la posizione è sempre approssimata e l’errore di
misurazione si accumula di posizione in posizione.
Pattern recognition
Si tratta di un metodo di posizionamento che sfrutta le informazioni, visive e non,
relative all’ambiente circostante.
Un esempio a basso costo di posizionamento indoor che usa la tecnica del pattern recognition è quello che prevede l’utilizzo della fotocamera di un cellulare per
determinare la posizione dell’utente attraverso dei piccoli codici a barre bidimensionali. La fotocamera esegue la scansione dell’ambiente alla ricerca di questi codici,
posizionati in punti strategici, in modo da ottenere la localizzazione dell’utente.
Il lavoro svolto in questa tesi prevede l’implementazione di un sistema di questo
genere, mediante l’ausilio di appositi QRCode posizionati nei punti di interesse che,
una volta scansionati con la fotocamera, visualizzano sullo schermo la posizione
dell’utente sulla mappa.
1.3 Navigazione Indoor
1.3.1
17
QRCode
I codici QR (Figura 1.6) o, in inglese, QRCode, sono codici a barre bidimensionali,
generalmente composti da moduli neri disposti all’interno di uno schema di forma
quadrata. Il termine “QRCode” sta per Quick Response Code; tali codici sono,
infatti, studiati per permettere una rapida decodiﬁca del contenuto informativo.
Figura 1.6. Esempio di QRCode
Sviluppati nel 1994 da parte di una società Giapponese, la Deuso Wave, per
tracciare i pezzi delle automobili nelle fabbriche Toyota, nel 1999 sono stati rilasciati
sotto licenza libera, deﬁniti e pubblicati come standard ISO.
I QRCode sono utilizzati per memorizzare informazioni destinate alla lettura
ottica tramite lettori ottici o fotocamere, in particolare di smartphone o tablet; essi
si prestano bene, quindi, come marcatori da utilizzare per la localizzazione indoor
basata sul pattern recognition.
2
Descrizione del progetto MediNav
In questo capitolo daremo uno sguardo generale al progetto MediNav, illustrando sia
l’idea da cui è nato che le sue principali caratteristiche.
2.1 L’idea alla base di MediNav
MediNav nasce dalla collaborazione tra gli studenti del DArTe (Dipartimento di
Architettura e Territorio) e quelli del DIIES (Dipartimento di ingegneria dell’informazione, delle infrastrutture e dell’energia sostenibile). Gli studenti Mario Ciardullo, Giuseppe Genovese, Vittoria Triestino, nell’ambito del corso di “accessibilità,
fruibilità e sicurezza degli spazi” a cura del Prof. Arch. Francesco Bagnato, hanno
progettato “MEDITERRANEA WAYFINDING”, un’app per orientarsi all’interno
dell’università Mediterranea.
2.1.1
La loro idea
L’idea di base prevedeva la realizzazione di un’app per smartphone per fornire
l’accesso guidato all’interno dell’ateneo. Attraverso l’applicazione, che interagisce
con la fotocamera del proprio dispositivo, è possibile visualizzare un QRCode che
rimanda a informazioni necessarie non solo per gli spostamenti, ma anche per tutte
le possibili attività che si svolgono all’interno dell’Università Mediterranea: orari,
lezioni, appelli, convegni, riunioni ed attività.
I codici QR posti agli ingressi (Figura 2.1) indirizzeranno gli utenti alle rispettive
destinazioni tramite schermate guida. Quelli posti all’ingresso dei luoghi (Figura 2.2)
conterranno, invece, informazioni relative ad orari, agli eventi, etc.
Nelle Figure 2.3, 2.4 e 2.5 vengono illustrate alcune immagini rappresentative
del concept dell’app secondo gli studenti del DArTe.
2.1.2
La nostra idea
Grazie ad un incontro avvenuto tra gli studenti dei due dipartimenti, è stato possibile
evidenziare le mancanze e le debolezze dell’idea iniziale. L’app, per come era stata
20
2 Descrizione del progetto MediNav
Figura 2.1. Un primo esempio di disposizione dei QRCode sulla mappa
Figura 2.2. Un secondo esempio di disposizione dei QRCode sulla mappa
pensata dai ragazzi del DArTe, oﬀriva una “falsa” navigazione, ovvero, mediante la
scansione di un codice QR, l’applicazione avrebbe dovuto mostrare una sequenza di
immagini statiche con indicazioni (frecce segnaletiche) su come raggiungere i punti
stabiliti. Questo approccio, troppo semplicistico, avrebbe reso poco utile l’utilizzo
dei codici QR, in quanto l’applicazione avrebbe potuto salvare tutte le immagini
relative ai principali punti di interesse e mostrarle in sequenza in seguito alla scelta
di una destinazione da un apposito menù.
L’idea di utilizzare i QRCode, è stata mantenuta ma, al contempo, ampliata
2.1 L’idea alla base di MediNav
21
Figura 2.3. Un primo concept dell’app per come era stata inizialmente pensata
Figura 2.4. Un secondo concept dell’app per come era stata inizialmente pensata
in modo tale da oﬀrire una navigazione più dinamica rispetto alla semplice visualizzazione di sequenze di immagini segnaletiche. Posizionando QRCode per tutta
l’Università Mediterranea è possibile utilizzare gli stessi come marcatori associati a
delle planimetrie, da usare come mappe. Ad ogni scansione di un QRCode, viene
visualizzata la posizione dell’utente sulla mappa.
22
2 Descrizione del progetto MediNav
Figura 2.5. Un terzo concept dell’app per come era stata inizialmente pensata
2.2 Evoluzioni tecniche dell’idea
A partire dall’idea di base, sono state prese in considerazione varie opzioni per la
realizzazione del sistema.
2.2.1
Localizzazione radio
Analizzando l’infrastruttura di rete presente all’interno dei vari ediﬁci dell’Università Mediterranea, ci si è accorti della presenza di un gran numero di access point
Wi-Fi. Questa infrastruttura garantisce l’accesso ad Internet agli studenti ed ai docenti; tramite essa è, teoricamente, possibile realizzare un sistema di localizzazione
basato su onde radio (Sezione 1.3). Il sistema in questione avrebbe un vantaggio
rispetto all’uso dei QRCode, poichè garantirebbe una navigazione real-time, ovvero
il cursore che indica la posizione sulla mappa seguirebbe lo spostamento eﬀettivo
dell’utente, aggiornandosi costantemente e facilitando, cosı̀, l’orientamento.
Benche il metodo in questione garantisca una navigabilità più aﬃdabile, esso è,
nella pratica, irrealizzabile, poichè richiede la copertura da parte di 3 access point
in ogni punto, per poter utilizzare la tecnica della triangolazione. Purtroppo nei vari
ediﬁci dell’Università Mediterranea sono pochi i punti in cui è possibile ricevere i segnali radio di 3 access point contemporaneamente. Oltretutto, un malfunzionamento
di più access point renderebbe inutilizzabile la localizzazione in aree speciﬁche.
Altri problemi di questo metodo derivano direttamente dai problemi relativi alla
radiopropagazione: attenuazione, fading o evanescenza, disturbo. Alla luce di tutto
ciò, la localizzazione tramite onde radio è stata abbandonata.
2.2 Evoluzioni tecniche dell’idea
2.2.2
23
Google Maps Indoor
Abbandonata l’idea della localizzazione radio, dopo varie ricerche, anche su suggerimento dei Dott. Vincenzo Periti e Francesco Paviglianiti dell’uﬃcio Comunicazione
di Ateneo, si è optato per l’utilizzo di Google Maps Indoor, un servizio oﬀerto da
Google, integrato in Google Maps. Il servizio permette di caricare le planimetrie dei
singoli piani di un ediﬁcio, consentendo, cosı̀, ai visitatori di esplorare e visualizzare
i corrispettivi punti di interesse come se fosse una normale mappa esterna di Google
Maps (Figure 2.6 e 2.7).
Figura 2.6. Google Maps Indoor: visuale della mappa via smartphone
Per usufruire del servizio è necessario, innanzitutto, eseguire l’upload delle planimetrie relative all’ediﬁcio di un’attività, mediante un apposito form reperibile dal
sito di Google Maps Indoor (per attività di una certa dimensione è, invece, necessario
accordarsi con il team dedicato di Google). Lo step successivo (dopo aver ottenuto
l’approvazione da parte di Google) consiste nel sovrapporre, tramite l’interfaccia
web di Google Maps, le planimetrie caricate nell’ediﬁcio. L’ultimo step consiste nel
determinare i punti di interesse sulla mappa, tramite un’apposita applicazione di-
24
2 Descrizione del progetto MediNav
Figura 2.7. Google Maps Indoor: visuale della mappa via web
rettamente dallo smartphone (“Floor Maker”). L’app in questione usa tecniche di
navigazione passive, come rilevamento di segnali di rete, Wi-Fi, Bluetooth, etc.
La soluzione mediante Google Maps Indoor è, sicuramente, la più vantaggiosa,
poichè, un qualunque sviluppatore, dopo aver caricato con successo le planimetrie ed
eﬀettuato tutti gli step necessari, può appoggiarsi tranquillamente alla piattaforma
Maps di Google, per la quale esistono speciﬁche API. Questo è un enorme vantaggio,
perchè lo sviluppatore, sfruttando le API preconfezionate di Google, è in grado di
integrare nella propria applicazione un servizio di navigazione indoor senza dover
progettare un’app dedicata.
Visti gli evidenti vantaggi oﬀerti dalla suddetta piattaforma, si è pensato, quindi,
ad una implementazione che sfruttasse Google Maps Indoor per la visualizzazione
della mappe e dei relativi punti di interesse; mappe su cui, poi, sarebbero stati
tracciati i marcatori dei punti contenenti i QRCode ed i relativi percorsi a livello
applicativo, sfruttando le interfacce fornite dal componente MapView di Android e
le API del servizio per la localizzazione.
Recentemente, però, tale servizio ha avuto un “cambio di target”, focalizzandosi
principalmente sulle zone a densità elevata, come aeroporti, centri commerciali, stadi
sportivi, stazioni. Dal servizio sono state esplicitamente escluse le università. Ciò,
purtroppo, ha reso impraticabile l’utilizzo di questa piattaforma per lo sviluppo di
MediNav.
Nonostante ciò, abbiamo provato a contattare Google, la quale ci ha oﬀerto la
possibilità di caricare le planimetrie relative all’Università Mediterranea tramite lo
strumento di upload online, senza, però, alcuna garanzia riguardo al loro eﬀettivo
inserimento nel servizio. L’alternativa sarebbe stata quella di diventare partner di
Google Maps a pagamento, il che era una cosa che ricadeva fuori dai nostri obiettivi
iniziali.
2.4 Architettura del sistema MediNav
25
2.3 L’idea finale
La soluzione ﬁnale per MediNav, presa nota dell’impossibilità di appoggiarsi a soluzioni già esistenti, è ricaduta sulla progettazione di un’applicazione “ex novo”. La
soluzione proposta si appoggia su di una libreria chiamata “MapView”, open source
e rilasciata sotto licenza MIT su github dall’utente “onlylemi”.
La libreria in questione è caratterizzata dalla presenza di un componente che
permette la visualizzazione di mappe su Android. Esso, è, a sua volta, suddiviso
in vari livelli chiamati “layer”. Ciascun livello si occupa di mostrare informazioni
speciﬁche sul video; la sovrapposizione di tutti i livelli, inﬁne, costituisce l’immagine
ﬁnale che verrà presentata all’utente. I layer principali sono i seguenti:
•
•
•
•
•
Map Layer (Figura 2.8): è il livello base del componente; visualizza l’immagine
della mappa, consentendo di eﬀettuare lo scroll, il pinch to zoom e la rotazione
della stessa.
Bitmap Layer (Figura 2.9): è un livello che consente di mostrare un’immagine
personalizzata. (Come, ad esempio, un’icona) come overlay sulla mappa con
coordinate impostabili dall’utente.
Location Layer (Figura 2.10): è il livello che si occupa della rappresentazione
della posizione dell’utente sulla mappa.
Mark Layer (Figura 2.11): questo livello, data una lista di punti di interesse,
permette la loro rappresentazione sulla mappa e la gestione delle azioni associate
ad essa, come, ad esempio, il “tap”.
Route Layer (Figura 2.12): è il livello del routing. Basandosi su di un grafo
tracciato sulla mappa, è in grado di indirizzare l’utente tra due o più punti
(nodi) di esso, sfruttando algoritmi genetici per determinare il percorso migliore
e tracciando i risultati direttamente sulla mappa come un percorso da seguire.
2.4 Architettura del sistema MediNav
2.4.1
Descrizione del front-end
Che cosa è il front-end
In un sistema informatico, i termini “front-end” e “back-end” denotano, rispettivamente, la parte visibile all’utente, e con la quale egli può interagire (interfaccia
utente), e la parte che permette l’eﬀettivo funzionamento di queste interazioni.
Il front-end, più comunemente, è responsabile dell’acquisizione dei dati in ingresso e della loro elaborazione con modalità conformi a speciﬁche predeﬁnite ed
invarianti, tali da renderli utilizzabili dal back-end. Il collegamento tra front-end e
back-end avviene mediante l’utilizzo di interfacce (punto di incontro o collegamento, spesso standardizzato, tra sistemi diversi e/o modalità per permettere la loro
interazione sotto forma di scambio di informazioni).
26
2 Descrizione del progetto MediNav
Figura 2.8. Map Layer di MapView
Descrizione del front-end
Analizzando un’applicazione Android, si possono individuare quattro componenti
fondamentali: le activity, i service, i content provider ed i broadcast receiver. Per
quanto riguarda il front-end, l’unico componente che analizzeremo è l’activity.
Che cosa è un’activity? È un’interfaccia utente. Quando si usa un’app, generalmente, si interagisce con una o più “pagine” mediante le quali si consultano dati o si
immettono input. Queste pagine rappresentano il componente con cui l’utente ha il
contatto più diretto. Un’Activity ha bisogno di un volto, di un suo aspetto graﬁco.
Sempre. Anche nei casi più semplici, come quando si limita a stampare la stringa
“Hello World!”. La struttura graﬁca di un’Activity prende il nome di Layout.
Le interfacce utente in Android possono essere create in modo procedurale o
dichiarativo.
Nel primo caso si intende l’implementazione dell’interfaccia graﬁca direttamente
nel codice; ad esempio, in un’applicazione Swing (un framework per Java orientato
allo sviluppo di interfacce graﬁche), scriviamo il codice Java per creare e manipolare
tutti gli oggetti dell’interfaccia utente, come JButton, JFrame, e cosı̀ via.
La creazione dichiarativa non richiede la scrittura di codice: l’esempio tipico del
metodo dichiarativo è rappresentato dalla creazione di una pagina web statica, in
2.4 Architettura del sistema MediNav
27
Figura 2.9. Bitmap Layer di MapView
cui utilizziamo l’HTML per descrivere cosa vogliamo vedere nella pagina. L’HTML
è, dunque, dichiarativo.
Android permette la creazione di interfacce sia procedurali sia dichiarative; possiamo creare un’interfaccia utente completamente in codice Java (metodo procedurale) oppure attraverso un descrittore XML (metodo dichiarativo). Android, inoltre,
permette un approccio ibrido, in cui si crea un’interfaccia in modo dichiarativo e
la si controlla e speciﬁca in modo procedurale (si richiama il descrittore XML da
codice e si continua a lavorare da lı̀).
Dando un’occhiata alla documentazione di Android, si intuisce che, per i componenti delle interfacce utente, gli attributi presenti nelle API Java e quelli utilizzabili
negli XML dichiarativi sono gli stessi; ciò dimostra che, in entrambi i casi, abbiamo
a disposizione le medesime possibilità.
Nel framework Android sono stati deﬁniti vari tipi di layout; tuttavia ce ne sono
tre di utilizzo molto comune che permettono di aﬀrontare ogni situazione:
•
LinearLayout: contiene un insieme di elementi che distribuisce in maniera sequenziale dall’alto verso il basso (se deﬁnito con orientamento verticale) o da
sinistra a destra (se ha orientamento orizzontale, il caso di default). È un layout
molto semplice e piuttosto naturale per i display di smartphone e tablet.
28
2 Descrizione del progetto MediNav
Figura 2.10. Location Layer di MapView
• TableLayout: altro layout piuttosto semplice; inquadra gli elementi in una tabella
e, quindi, è particolarmente adatto a mostrare strutture regolari suddivise in
righe e colonne, come form o griglie. È piuttosto semplice da usare e ricorda
molto le tabelle HTML nelle pagine web con i ben noti tag ⟨table⟩ ⟨tr⟩ ⟨td⟩.
• RelativeLayout: sicuramente il più ﬂessibile e moderno. Adatto a disporre in
maniera meno strutturata gli elementi, ricorda un pò il modo di posizionare
⟨div⟩ ﬂottanti nelle pagine web. Essendo “relativi”, gli elementi si posizionano
in relazione l’uno all’altro, o rispetto al loro contenitore, permettendo un layout
ﬂuido che si adatta bene a display diversi. Rispetto agli altri due layout, questo
è ricco di attributi XML che servono ad allineare e posizionare gli elementi tra
loro.
I vari elementi che compaiono all’interno delle interfacce utente, disposti secondo
i vari tipi di layout, prendono il nome di view. Con questo termine intendiamo un
qualunque elemento che appare in un’interfaccia utente e che svolge due funzionalità:
mostra un aspetto graﬁco e gestisce eventi relativi all’interazione con l’utente.
Esiste, anche, un ulteriore tipo di layout, denominato “ConstraintLayout” (Figura 2.14), introdotto con l’ultima versione di Android Studio (IDE per Android);
esso rende possibile progettare ed implementare le interfacce utente in maniera del
tutto graﬁca (“drag and drop”), permettendo di stabilire i vincoli (constraint) tra
2.4 Architettura del sistema MediNav
29
Figura 2.11. Mark Layer di MapView
i diversi elementi presenti nell’interfaccia. Questo tipo di layout è quello che verrà
usato nell’app MediNav (Figura 2.15 e ne verrà ampliamente approfondita la descrizione nei capitoli a seguire, insieme al resto della progettazione front-end di
MediNav.
2.4.2
Descrizione del back-end
La componente di back-end si occupa dell’elaborazione dei dati ricevuti dal frontend, attraverso l’interfaccia utente che l’applicazione oﬀre (form, pulsanti, liste, etc).
Il back-end è, quindi, quella parte di un’applicazione che, ricevendo i dati, li elabora
e restituisce l’output desiderato.
Nell’applicazione MediNav il back-end è costituito dalla libreria “MapView”
(Sezione 2.3) e da “ZXing” (“zebra crossing”), una libreria open source di Google
che permette la scansione e la generazione di QRCode.
Di cosa si occupa il back-end di MediNav? Fondamentalmente, tutto ciò che
l’applicazione fa è visualizzare le informazioni richieste all’utente tramite appositi
menù, pulsanti, punti sulla mappa, scansioni di QRCode.
Le planimetrie delle varie aree dell’università Mediterranea sono integrate nell’applicazione come immagini in formato .png e caricate “on demand” ove necessario. Per ogni planimetria è necessario speciﬁcare informazioni aggiuntive come
l’area a cui essa si riferisce, l’ediﬁcio del dipartimento a cui essa si riferisce, piano
dell’ediﬁcio a cui si riferisce, e tutti i punti di interesse presenti su quella planimetria
30
2 Descrizione del progetto MediNav
Figura 2.12. Route Layer di MapView
(aule, bagni, uscite di emergenza, etc). Tutte queste informazioni sono salvate come
informazioni statiche (in formato “JSON”) e note a priori all’interno del pacchetto
dell’applicazione.
In informatica, nell’ambito della programmazione web, JSON (acronimo di “JavaScript Object Notation”) è un formato adatto all’interscambio di dati fra applicazioni client-server. È basato sul linguaggio JavaScript Standard ECMA-262 3a edizione dicembre 1999, ma ne è indipendente. Viene usato in AJAX come alternativa
a XML/XSLT.
Per rappresentare le entità “università”, “ediﬁcio” e “piano” sono state create le rispettive classi: University.java, Building.java, Floor.java. Queste entità sono vincolate dall’appartenenza ad una determinata planimetria, e ciò viene
rappresentato tramite una classe aggiuntiva denominata Location.java.
Le activity principali di MediNav sono MainActivity.java e MapShow.java. La
prima fornisce la schermata iniziale all’apertura dell’applicazione; la seconda è quella
che si occupa di mostrare sul video le mappe dei luoghi con i punti ed i percorsi.
Entrambe le activity hanno una base comune, ovvero CommonActivity.java, che
si occupa di inizializzare i dati dal ﬁle JSON.
La MainActivity (Figura 2.15) presenta due pulsanti, ovvero “explore” e “navigate”, che forniscono due modalità di utilizzo del servizio di navigazione oﬀerto
2.4 Architettura del sistema MediNav
31
Figura 2.13. Tipi di layout
Figura 2.14. Esempio di ConstraintLayout
dall’app.
Cliccando su “explore” è possibile usufruire di una navigazione libera; l’utente
viene reindirizzato ad una schermata dove gli viene chiesto di scegliere l’area di
interesse ed un eventuale punto di partenza (necessario per caricare una speciﬁca
planimetria); eventualmente il punto di partenza può essere ottenuto anche tramite
la scansione di un QRCode vicino.
La seconda modalità, ovvero quella che avviene tramite il pulsante “navigate”,
32
2 Descrizione del progetto MediNav
Figura 2.15. Activity principale di MediNav
reindirizza l’utente ad una schermata dove egli deve scegliere l’area di destinazione
e, successivamente, il punto di interesse nella suddetta area (segreteria, caﬀetteria,
etc.); inﬁne, viene richiesta la scansione del QRCode più vicino per determinare
la posizione iniziale. Fatto ciò, l’applicazione genererà automaticamente il percorso
migliore dal punto di partenza al punto di destinazione e lo visualizzerà tracciandolo sulla planimetria. Il percoso migliore viene calcolato tramite l’ausilio del“Floyd
Algorithm” integrato nella libreria “MapView”.
In questa sezione è stata presentata una breve descrizione di come funziona a
grandi linee la componente di back-end di MediNav, senza addentrarsi ﬁno all’analisi del codice Java, in quanto la descrizione dettagliata è oggetto di un’altra tesi, e
quindi esula dai nostri obiettivi. Ciò che verrà analizzato nel dettaglio nei successivi capitoli è la componente di front-end e la sua reale implementazione mediante
codice.
3
Analisi dei requisiti della componente di
front-end
In questo capitolo verranno analizzati i requisiti complessivi del sistema da realizzare; tali requisiti sono suddivisi in due categorie diﬀerenti, ma allo stesso tempo
complementari, ovvero i requisiti funzionali e quelli non funzionali.
3.1 Obiettivi della componente di front-end
Lo scopo del front-end (Sezione 2.4.1) è quello di permettere la comunicazione tra
l’utente ed il sistema informatico. La comunicazione può avvenire in vari modi,
dei quali il più comune e standardizzato è un’interfaccia graﬁca. Lo sviluppo delle
tecnologie mobili, e l’ingresso sul mercato di dispositivi come gli smartphone, hanno
permesso di estendere le comuni interfacce graﬁche, comprensive di pulsanti, form,
menù, etc, con funzionalità avanzate, come, ad esempio, i comandi vocali.
Per quanto concerne MediNav, l’approccio alla componente di front-end farà
uso di comuni interfacce graﬁche, i cui obiettivi sono l’usabilità e la semplicità. L’obiettivo ﬁnale che si vuole ottenere con l’usabilità è quello di rendere la tecnologia
sottostante invisibile, trasparente all’utilizzatore. L’utente deve potersi concentrare esclusivamente sul compito. L’interfaccia graﬁca deve essere tale da permettere
all’utente di raggiungere i propri scopi nel modo più facile e veloce possibile.
3.1.1
L’interfaccia grafica di Android
Riproponendo lo schema di un OS (operating system), si può notare come l’interfaccia utente è formata da interprete dei comandi e interfaccia graﬁca e comunica con
il kernel 1 e con i programmi utente (Figura 3.1), anche questi ultimi posseggono
un’interfaccia.
In sostanza la UI (user interface) è tutto ciò che vediamo sul display; con essa
interagiamo tramite “click”, “tap” e “swipe”. L’interprete dei comandi è, invece, la
parte che si occupa di ricevere le richieste e di comunicarle al kernel, aspettando una
1
in informatica, il kernel costituisce il nucleo di un sistema operativo, ovvero il software
avente il compito di fornire ai processi in esecuzione sull’elaboratore, un accesso sicuro
e controllato all’hardware
34
3 Analisi dei requisiti della componente di front-end
Figura 3.1. L’interfaccia utente nell’ambito dell’architettura di un sistema
risposta che sarà visualizzata sul display (o su qualsiasi sistema di output) tramite
l’interfaccia utente.
La UI di Android si basa sui gesti, come i “tap”, gli “swipe”, i “pinch”; ovviamente, tutto questo richiede la presenza di un touchscreen 2 . Per questi motivi si
dice che l’interfaccia utente di Android (ma anche degli altri sistemi operativi mobili) si impernia sul concetto di “direct manipulation”, ovvero manipolazione diretta
degli oggetti.
In Android l’interfaccia utente ha subito numerosi mutamenti, sia per funzionalità che per design. In genere l’OS di Google ha sempre avuto una “Home”, formata
da alcune pagine, al cui interno si possono aggiungere icone di applicazioni e “widget”, un “drawer” delle applicazioni, ossia un grande cassetto che contiene tutte le
applicazioni installate nel dispositivo, una barra di stato con orologio, simboli di
notiﬁca e altri per le reti wireless, una tendina delle notiﬁche, nonchè altre parti che
possono essere diverse in base alla personalizzazione del produttore.
Proprio la personalizzazione è un punto forte della UI di Android (Figura 3.2).
Attorno a questo OS ci sono numerose interfacce personalizzate dai produttori e
da amanti del modding (pratica che consiste nel modiﬁcare le funzionalità originali
di software e/o dell’hardware per rispecchiare le proprie preferenze), che rendono
l’esperienza d’uso più completa e funzionale. Quasi tutti i principali produttori
personalizzano in modo più o meno pesante la UI di Android Stock (Figura 3.3) 3 .
3.2 Requisiti non funzionali
Preliminare al vero e proprio sviluppo del software, l’analisi dei requisiti deﬁnisce le funzionalità che quest’ultimo deve rispettare; il prodotto che ne scaturisce
2
3
in elettronica lo schermo tattile o touch screen è un particolare dispositivo frutto dell’unione di un display/schermo ed un digitalizzatore, che permette all’utente di interagire
con una interfaccia grafica mediante le dita o particolari oggetti; uno schermo tattile è
allo stesso tempo un dispositivo di ingresso e di uscita
per UI stock o di fabbrica si intende quella che si può vedere nei dispositivi rilasciati da
Google, come la famiglia dei dispositivi “Nexus”
3.2 Requisiti non funzionali
35
Figura 3.2. Vari tipi di UI Android a confronto
Figura 3.3. Esempio di dispositivo Nexus Google con la tipica UI stock
è la speciﬁca dei requisiti, documento che fa da guida, organizzata e di immediata comprensione, per le successive fasi di progettazione e implementazione del
programma.
Il lavoro di analisi può essere suddiviso in due fasi, ovvero l’analisi dei requisiti
funzionali e quella dei requisiti non funzionali.
Più precisamente, un requisito funzionale speciﬁca cosa farà il sistema, mentre
un requisito non funzionale è un vincolo imposto dal sistema (relativo, ad esempio,
all’hardware).
3.2.1
La piattaforma hardware
Tra i requisiti non funzionali, un aspetto sicuramente molto importante da valutare
è la scelta della piattaforma hardware su cui sviluppare il software. Per quanto
36
3 Analisi dei requisiti della componente di front-end
riguarda il progetto MediNav, la scelta è ricaduta su Android.
Perchè Android? Uno dei principali motivi per cui la scelta è ricaduta sul sistema
operativo di Google è la sua diﬀusione; infatti ,quest’ultimo risulta essere il sistema
operativo dominante (al 2015, Android risultava il sistema operativo per dispositivi
mobili più diﬀuso al mondo, con una fetta di mercato attestatasi a quota 82% sul
totale, seguito da iOS con il 13,9%). Il vantaggio di scrivere un programma per
Android è, quindi, quello di riuscire a catturare il maggior numero possibile di
utenti.
Un ulteriore vantaggio di Android sta nel fatto che esso è in grado di girare
su hardware variegato (di fascia sia alta che bassa) che copre una vasta gamma di
prezzi. È più probabile quindi, che l’utente medio possieda un dispositivo Android
che, per esempio, un dispositivo Apple.
3.2.2
Linguaggio di programmazione adottato
Tra i requisiti tecnici non funzionali, il linguaggio di programmazione ricopre, sicuramente, un ruolo fondamentale, poichè è il mezzo attraverso il quale l’applicazione
stessa prende vita.
Android oﬀre la possibilità di sviluppare app sia in linguaggio “nativo”, ovvero
Java, che in altri linguaggi, attaverso l’utilizzo di un framework 4 .
Il vantaggio di usare il linguaggio “nativo” Java sta nella sua grande diﬀusione;esso è, infatti, un linguaggio multipiattaforma che permette lo sviluppo di
software su hardware totalmente diversi attraverso lo stesso linguaggio di programmazione, grazie alla JVM (Java Virtual Machine). Infatti, per supportare un nuovo
hardware è necessario semplicemente fornire un’implementazione della JVM per
esso e il gioco è fatto. Un programmatore che conosce Java parte già avvantaggiato nello sviluppo di software per Android anche senza avere nessuna esperienza
precedente nella programmazione mobile.
Tra le alternative a Java, ci sono vari framework, che permettono di sviluppare
applicazioni non in linguaggio nativo; tra essi citiamo “Xamarin”, “Ionic” e “Apache
Cordova”.
Esistono tre categorie fondamentali di applicazioni mobili, ovvero “app native”,
“webapp” ed “app ibride”. La diﬀerenza principale tra le tre sta nel linguaggio di
programmazione adottato.
Le app native sono applicazioni scritte e compilate per una speciﬁca piattaforma
utilizzando i linguaggi di programmazione e le librerie supportati dal particolare
sistema operativo mobile (ad esempio Java per Android).
Tra le webapp ricadono le pagine web ottimizzate per dispositivi mobili; esse
sfruttano le tecnologie web, in particolare HTML5, JavaScript e CSS3.
Le app ibride, invece, sono applicazioni che cercano di sfruttare il meglio delle
due categorie precedenti; sono scritte mediante tecnologie web, ma vengono eseguite localmente all’interno di un’applicazione nativa e possono interagire con il
dispositivo.
4
in informatica e specificatamente nello sviluppo software, è un’architettura logica di
supporto (spesso un’implementazione logica di un particolare design pattern) su cui un
software può essere progettato e realizzato, spesso facilitandone lo sviluppo da parte del
programmatore
3.2 Requisiti non funzionali
37
Figura 3.4. Il logo di Xamarin
Xamarin (Figura 3.4) è una piattaforma basata sul linguaggio C#, pensata per
consentire principalmente lo sviluppo di applicazioni per iOS, Android e Windows, che possono essere compilate in modo distinto durante il deploy. Si tratta di
un framework abbastanza avanzato, che consente agli sviluppatori l’utilizzo trasparente delle API native nell’app prodotta. Tramite Xamarin.Forms, gli sviluppatori hanno inoltre a disposizione un vasto numero di componenti per la realizzazione dell’interfaccia, in grado di adattarsi facilmente ai sistemi operativi mobili
supportati.
Xamarin oﬀre la possibilità di eseguire il codice su un framework .NET, potendo simulare l’esecuzione dell’app sia su iOS che su Android. Risulta versatile
soprattutto per grandi team, in cui molte persone partecipano allo stesso progetto.
L’intera piattaforma può essere utilizzata tramite l’IDE Microsoft Visual Studio, le
cui funzionalità sono ben note anche a chi non si occupa di sviluppo mobile.
Figura 3.5. Il logo di Ionic
Ionic (Figura 3.5) è un framework che consente di sfruttare al meglio le tecnologie
web per creare applicazioni mobili con “look and feel” simile a quelle native; in
questo ambito esso si rivela tra le soluzioni di maggior successo.
Figura 3.6. Apache Cordova
Apache Cordova (Figura 3.6) permette ai programmatori di creare applicazioni
mobili usando CSS3, HTML5 e Javscript, invece di aﬃdarsi ad API speciﬁche delle
piattaforme Android, iOS o Windows Phone. Il framework incapsula, poi, il codice
38
3 Analisi dei requisiti della componente di front-end
CSS, HTML e JavaScript generato all’interno delle predette piattaforme. Le applicazioni generate dal framework non possono nè considerarsi puramente native (il
rendering della struttura graﬁca viene eﬀettuato con visualizzazioni web) nè basate
completamente sul web (il programma viene impacchettato come un’applicazione
per la distribuzione e ha accesso alle API native dei dispositivi mobili).
Per quanto riguarda il progetto MediNav, la scelta è ricaduta su Java, sia per
i motivi precedentemente discussi, sia per la necessità di utlizzare, all’interno del
progetto, la libreria “MapView” scritta in Java.
3.2.3
Approcci alla progettazione dell’interfaccia
Come discusso in precedenza (Sezione 2.4.1), in Android è possibile costruire
interfacce graﬁche sia tramite codice Java che tramite XML.
Scrivere interfacce tramite XML è più semplice ed ha alcuni vantaggi, come la
possibilità di deﬁnire layout per schermi a risoluzioni diverse, deﬁnire layout su base
dell’orientamento dello schermo (verticale o orizzontale), nonchè deﬁnire layout per
lingue diﬀerenti lasciando che Android carichi automaticamente ciò che corrisponde
alla lingua di sistema impostata dall’utente. Inﬁne, scrivere layout in XML permette
su molti IDE di vedere un’anteprima del proprio lavoro.
Scrivere interfacce in codice Java, dall’altro lato, ha il vantaggio di avere performance leggermente migliori, permette di gestire gli eventi associati all’interfaccia
(ad esempio la pressione di un pulsante da parte di un utente), consente di rendere
l’interfaccia dinamica (mostrando, ad esempio, parti dell’interfaccia sulla base di
determinate condizioni).
Nel progetto MediNav si è utilizzato l’approccio ibrido, ovvero la struttura delle
activity è stata fatta in XML e gli eventi associati sono stati gestiti in Java.
3.3 Requisiti funzionali
I requisiti funzionali speciﬁcano le funzionalità che il sistema dovrà implementare.
Per quanto riguarda la componente di front-end di MediNav, i requisiti funzionali
sono illustrati nelle prossime sottosezioni.
3.3.1
Navigazione guidata
Scopo dell’applicazione è fornire una navigazione guidata all’interno degli ediﬁci dell’Università Mediterranea. Risulta chiaro che il primo requisito funzionale dell’app
sarà , proprio, la gestione della navigazione guidata. MediNav dovrà permettere
all’utente di impostare una destinazione tramite un menù (facoltà, ediﬁcio, punto
di interesse), e, tramite la scansione di un QRCode che ne stabilirà la posizione
iniziale, dovrà visualizzare un percorso guidato che verrà disegnato sulla mappa.
In ogni momento della navigazione, l’utente, qualora non riesca ad orientarsi, ha
la possibilità di scansionare il primo QRCode che incontra e l’app mostrerà la sua
posizione sulla mappa.
3.3 Requisiti funzionali
3.3.2
39
Navigazione libera
Complementarmente alla navigazione guidata, il sistema dovrà oﬀrire la possibilità
di esplorare le mappe degli ediﬁci dell’Università Mediterranea. Questa funzionalità
dovrà permettere all’utente di selezionare una determinata area e, successivamente,
una destinazione (necessaria per caricare la planimetria adeguata).
Il sistema dovrà fornire la possibilità di scegliere la destinazione anche mediante
scansione di un QRCode. Selezionata l’area e la destinazione, il sistema caricherà
la planimetria corrispondente senza, però, disegnare alcun percorso, consentendo,
cosı̀, di esplorare la planimetria stessa.
3.3.3
Visualizzazione delle schede informative
Ultimo requisito del sistema è quello di poter visualizzare informazioni relative ai
punti di interesse. Ogni volta che viene caricata una planimetria, l’utente dovrà
essere in grado, mediante “tap” sul punto di interesse, di visualizzare una scheda
contente informazioni su di esso. Ciascuna scheda dovrà avere associate un’immagine
ed una breve descrizione.
4
Progettazione della componente di
front-end
In questo capitolo si modellerà la realtà del sistema, iniziando a progettare la componente dati di supporto al front-end dell’applicazione. Ciò avverrà attraverso la
presentazione dei diagrammi delle classi e dei ﬁle XML a supporto delle activity.
Successivamente, attraverso l’uso di mockup, verrà progettato il layout ed, inﬁne, attraverso i workﬂow verranno descritte le modalità mediante cui è possibile usufruire
delle funzionalittà dell’applicativo.
4.1 Progettazione della componente Java
In questa sezione verranno presentati i diagrammi delle classi delle activity di
MediNav.
4.1.1
Classe MainActivity.java
La classe MainActivity.java (Figura 4.1) fa riferimento alla schermata principale dell’applicazione, quella che si presenta alla prima apertura tramite il “tap”
sull’icona nel launcher di Android.
La funzione onCreate() è una funzione standard di Android di cui è necessario
eﬀettuare “l’override” in ogni activity. All’interno di questa funzione è possibile
richiamare altre funzioni e svolgere attività che è necessario eseguire al momento in
cui l’activity viene creata; inoltre, in essa viene impostato anche il layout relativo
all’activity che viene deﬁnito nel relativo ﬁle XML.
La funzione onCreateOptionsMenu() si occupa di impostare un “overﬂow
menù”. Questo menù si presenta in alto a destra nella schermata dell’activity
principale e permette di scegliere di visualizzare la pagina relativa all’about.
La funzione onOptionsItemSelected() si occupa di gestire gli eventi relativi
all’overﬂow menù (“tap” su una delle opzioni del menù).
La funzione onNavigate() gestisce l’evento relativo alla pressione del pulsante
“Navigate” che rimanda all’activity gestita dalla classe ChooseFaculty.java.
La funzione onExplore() gestisce l’evento relativo alla pressione del pulsante “Explore” che rimanda all’activity ChooseFaculty.java. La diﬀerenza rispetto
42
4 Progettazione della componente di front-end
Figura 4.1. Diagramma della classe MainActivity.java
alla funzione precedente è che, in questo caso, mediante “Intent” (metodo che Android mette a disposizione per scambiare dati tra activity diﬀerenti) viene inviata
a ChooseFaculty.java una variabile booleana che permette alla suddetta activity
di capire se l’utente ha premuto il pulsante “Navigate” o “Explore”.
La funzione checkPermissions(), che viene richiamata al lancio dell’activity,
serve per richiedere i permessi per utilizzare la fotocamera del dispositivo (dalla
Versione 6.0 di Android la gestione dei permessi è stata modiﬁcata ed è necessario
eﬀettuare all’utente le richieste in modo esplicito). La funzione visualizza sul video
un popup che richiede tutti i permessi che lo sviluppatore dell’applicazione necessita
per far funzionare l’app.
La funzione onRequestPermissionsResult() si occupa di gestire l’evento associato alla funzione checkPermissions(). Essa visualizza sul display un messaggio
che informa l’utente che, per far funzionare l’app, è necessario consentire l’uso della
fotocamera del dispositivo, qualora l’utente stesso ne abbia negato il consenso.
Ogni activity estende la classe CommonActivity.java che presenta al suo interno
alcune funzioni comuni da essa richiamate.
La funzione initMapManager() eﬀettua operazioni inerenti all’inizializzazione
di componenti relative al back-end.
La funzione launchMarkCardActivity si occupa di mostrare sul video le informazioni relative ai punti di interesse (segreteria, aula magna, etc) e viene richiamata
all’interno dall’activity Mapshow.java alla pressione sull’immagine della planimetria
del punto di interesse.
La funzione initToolbar() inizializza la “toolbar” di Android.
La funzione initiateQRScan() inizializza componenti di back-end che permettono l’utilizzo della funzionalità di scansione dei codici QR.
4.1 Progettazione della componente Java
43
La funzione scanQR() sfrutta la funzione initiateQRScan() per eﬀettuare
una scansione di QRCode tramite la fotocamera del dispositivo; essa viene richiamata nell’activity chooseFaculty.java nella modalità “Explore”, e nell’activity
ChooseDestination.java.
4.1.2
Classe ChooseFaculty.java
La classe ChooseFaculty.java (Figura 4.2) è la classe che si riferisce alla schermata di selezione dell’ateneo di riferimento (Ingegneria, Agraria, etc.); il suo unico
scopo è quello di visualizzare una lista di facoltà e dare la possibilità all’utente di sceglierne una. L’activity, in base a quale pulsante (tra “Explore” o “Navigate”) dell’activity principale viene premuto, rimanda, rispettivamente all’activity
ChooseStartingPoint.java o ChooseDestination.java.
Figura 4.2. Diagramma della classe ChooseFaculty.java
La funzione onActivityResult() gestisce l’evento relativo alla pressione dell’icona pulsante che permette di scansionare un QRCode. Il pulsante viene visualizzato all’interno dell’activity solo se si è giunti a ChooseFaculty.java mediante la
pressione del pulsante “Explore” dell’activity principale. Alla scansione del QRCode
viene avvitata l’activity Mapshow.java che carica la planimetria relativa e posiziona
il cursore in corrispondenza del QRCode scansionato.
4.1.3
Classe ChooseStartingPoint.java
La classe ChooseStartingPoint.java (Figura 4.3) si occupa di visualizzare sullo
schermo una lista di destinazioni possibili per la facoltà che si è scelto preceden-
44
4 Progettazione della componente di front-end
temente nell’activity ChooseFaculty.java. Una volta scelto il punto di partenza
dalla lista, l’utente viene reindirizzato all’activity MapShow.java ed il cursore viene posizionato in corrispondenza del punto iniziale selezionato. Queste funzionalità
sono realizzate nell’ambito del metodo onCreate().
Figura 4.3. Diagramma della classe ChooseStartingPoint.java
Il metodo onActivityResult() è del tutto analogo all’omonimo metodo presente nell’acitivty ChooseFaculty.java.
4.1.4
Classe ChooseDestination.java
La classe ChooseDestination.java (Figura 4.4) visualizza sullo schermo una lista di destinazioni possibili per l’area prescelta nell’activity ChooseFaculty.java.
Alla scelta della destinazione viene chiamata la funzione initiateQRScan() che la
classe eredita dalla CommonActivity; tale funzione avvia una scansione di QRCode
tramite la quale il sistema ricava la posizione dell’utente. Successivamente viene
avviata l’activity MapShow.java che mostrerà sul video una mappa con un percorso
che parte dalla posizione iniziale dell’utente e che giunge alla destinazione scelta.
L’intera funzionalità viene implementata nell’unico metodo onCreate.
4.1.5
Classe About.java
La classe About.java (Figura 4.5) visualizza sullo schermo alcune informazioni
relative agli autori del progetto MediNav. Questa activity è chiamata alla selezione,
dal menù principale dell’applicazione, dell’opzione “about”. La funzone onCreate()
4.1 Progettazione della componente Java
45
Figura 4.4. Diagramma della classe ChooseDestination.java
di questa classe richiama, semplicemente, il relativo ﬁle XML che visualizza sul video
una “TextView”.
Figura 4.5. Diagramma della classe About.java
46
4.1.6
4 Progettazione della componente di front-end
Classe MarkCard.java
La classe Markcard.java (Figura 4.6) visualizza sullo schermo una scheda informativa relativa ad un punto di interesse. L’activity è composta da un’immagine ed
un’area di testo.
Figura 4.6. Diagramma della classe MarkCard.java
La funzione onCreate() riceve i dati da MapShow.java e li elabora per caricare
le informazioni necessarie a visualizzare la scheda informativa.
La funzione setDescription() imposta il testo visualizzato nella TextView. Il
testo viene impostato da codice Java, anzichè dal ﬁle XML, perchè non è statico e
l’applicazione, di volta in volta, deve caricare il testo relativo al punto di interesse
selezionato.
La funzione setImage() imposta l’immagine visualizzata; anche qui si è preferito
l’utilizzo di codice Java, anzichè ﬁle XML, poichè l’immagine appropriata deve essere
caricata di volta in volta in base a punto di interesse di cui si vuole visualizzare la
scheda informativa.
4.1.7
Classe MapShow.java
La classe Mapshow.java (Figura 4.7) implementa l’activity più importante dell’intera applicazione, ovvero la visualizzazione su video delle planimetrie con i relativi
percorsi, se si è in modalità “Navigate”, o le planimetrie senza il layer dei percorsi,
se si è in modalità “Explore”.
La funzione onCreate() inizializza alcuni parametri necessari per il back-end ed
elabora eventuali dati pervenuti dalle activity precedenti, come la posizione attuale
e la destinazione desiderata. Se tali dati fossero nulli, l’activity sarebbe in modalità
“Explore”; tale modalità permette di visionare le planimetrie liberamente.
4.2 Progettazione dei documenti XML a supporto
47
Figura 4.7. Diagramma della classe MapShow.java
La funzione initMapView() inizializza i vari layer dell’immagine della planimetria. Inoltre, in essa viene implementato l’handler degli eventi relativi al “tap” sui
punti di interesse, che rimanda alle relative schede informative MarkCard.java.
Le rimanenti funzioni gestiscono eventi come il cambio dei piani, l’aggiornamento
della posizione sulla mappa, il cambio degli ediﬁci ed il cambio delle facoltà.
4.2 Progettazione dei documenti XML a supporto
Come visto nella Sezione 2.4.1, il layout delle varie activity è deﬁnibile attraverso
dei ﬁle XML.
4.2.1
File activity main.xml
Il ﬁle in questione deﬁnisce il layout dell’activity principale. Al suo interno vengono
deﬁnite una “Toolbar” al cui interno è presente una “TextView”. Sotto alla toolbar
vengono deﬁniti una “ImageView”, due “Button” ed un’altra “TextView”.
4.2.2
File activity choose faculty.xml
Questo ﬁle è relativo al layout dell’activity ChooseFaculty.java. La sua struttura
comprende una “Toolbar” con all’interno una “TextView”. Al di sotto è deﬁnita
un’altra “TextView” ed una “ListView”. Viene deﬁnito, inoltre, un “FloatingActionButton”, che rappresenta il pulsante per la scansione del QRCode (visualizzato
solo in modalità “Explore”).
48
4 Progettazione della componente di front-end
Figura 4.8. Struttura del file activity main.xml
4.2.3
File activity choose destination.xml
Il ﬁle è relativo al layout dell’activity ChooseDestination.java. Esso deﬁnisce una
“Toolbar” al cui interno è deﬁnita una “TextView”. Sotto la “Toolbar” è deﬁnita
una “TextView” al di sotto della quale è deﬁnita una “ListView”.
4.2.4
File activity choose starting point.xml
Questo ﬁle XML è relativo al layout dell’activity ChooseStartingPoint.java ed
ha una struttura identica a quella di activity choose destination.xml rispetto
alla quale deﬁnisce anche un “FloatingActionButton”.
4.2.5
File activity mark card.xml
Il ﬁle è relativo al layout dell’activity MarkCard.java. La sua struttura deﬁnisce
una “Toolbar” al cui interno è deﬁnita una “TextView”. Al di sotto della toolbar
è deﬁnita una “ImageView” al di sotto della quale è deﬁnita, a sua volta, una
“ScrollView” con all’interno una “TextView”.
4.2.6
File activity about.xml
Questo ﬁle deﬁnisce il layout relativo ad About.java. La sua struttura è costituita
da una “Toolbar” con all’interno una “TextView”. Al di sotto della toolbar è deﬁnita
una semplice “TextView”.
4.2 Progettazione dei documenti XML a supporto
49
Figura 4.9. Struttura del file activity choose faculty.xml
Figura 4.10. Struttura del file activity choose destination.xml
4.2.7
File activity map show.xml
Questo ﬁle è relativo all’activity MapShow.java e deﬁnisce una “Toolbar” al cui
interno è deﬁnita una “TextView”. Sotto la toolbar è deﬁnita una “Mapview” che
fa riferimento alla libreria “onlylemi” e visualizza l’immagine costituita dai vari layer
(Sezione 2.3). Inﬁne, è deﬁnito un “FloatingActionButton” relativo al pulsante che
permette di eﬀettuare una scansione dei QRCode.
50
4 Progettazione della componente di front-end
Figura 4.11. Struttura del file activity choose starting point.xml
4.3 Progettazione della componente applicativa
4.3.1
Mockup di livello 0
I mockup di livello 0 relativi alle principali activity dell’applicazione vengono
mostrati nelle Figura 4.15 - 4.20. In particolare:
• nella Figura 4.15 viene mostrato il mockup relativo all’activity principale dell’applicazione, dove è possibile selezionare la modalità di navigazione desiderata.
• nella Figura 4.16 viene mostrato il mockup relativo alla scelta di un’area.
• nella Figura 4.17 viene presentato il mockup relativo alla scelta di una destinazione in modalità “Navigate”.
• nella Figura 4.18 viene presentato il mockup relativo alla scelta di una destinazione in modalità “Explore”.
• nella Figura 4.19 viene mostrato il mockup relativo alla visualizzazione di una
scheda informativa.
• nella Figura 4.20 viene presentato il mockup relativo alla navigazione.
4.3.2
Process Flow
In Figura 4.21 viene presentato il process ﬂow relativo all’activity principale. Come si
evince dalla ﬁgura il ﬂusso ha inizio quando l’utente avvia l’applicazione dal launcher
di Android che carica l’activity principale. A questo punto, se l’utente preme il
pulsante “Navigate”, viene reindirizzato all’activity “ChooseFaculty” in modalità
navigazione. Se invece l’utente preme il pulsante “Explore” viene rimandato alla
4.3 Progettazione della componente applicativa
51
Figura 4.12. Struttura del file activity mark card.xml
Figura 4.13. Struttura del file activity about.xml
medesima activity di prima in modalità esplorazione. Se l’utente fa “tap” sul menù
in altro a destra, viene mostrata l’opzione “About” che, se selezionata, rimanda
all’activity “About”.
In Figura 4.22 viene mostrato il process ﬂow relativo all’activity che permette la
selezione di un’area in modalità navigazione. Il ﬂusso parte quando Android carica
la relativa activity; all’utente viene presentato un elenco di aree possibili tra cui
scegliere. Alla scelta di una speciﬁca area esso viene reindirizzato all’activity che
52
4 Progettazione della componente di front-end
Figura 4.14. Struttura del file activity map show.xml
Figura 4.15. Mockup relativo all’activity principale dell’applicazione
permette di scegliere una destinazione.
In Figura 4.23 viene mostrato il process ﬂow relativo all’activity che permette la
scelta di un’area in modalità esplorazione. La diﬀerenza rispetto al ﬂusso precedente
sta nella presenza di un pulsante che alla pressione reindirizza l’utente all’activity
che visualizza la planimetria con punto iniziale ricavato dai dati della scansione del
QRCode.
In Figura 4.24 viene mostrato il process ﬂow relativo all’activity che permette di
4.3 Progettazione della componente applicativa
53
Figura 4.16. Mockup relativo alla scelta di un’area
scegliere una destinazione in modalità navigazione. Il ﬂusso ha inizio quando sullo
schermo viene mostrata l’activity; all’utente viene presentata una lista di possibili
destinazioni da selezionare. Alla scelta di una destinazione, esso, viene rimandato
all’activity che visualizza la planimetria.
In Figura 4.25 viene mostrato il process ﬂow relativo all’activity che permette
di scegliere una destinazione in modalità esplorazione. Il ﬂusso è uguale a quello
precedente, dal quale si diﬀerenzia per la presenza di un pulsante per la scansione
di QRCode. Alla pressione del pulsante in questione, l’utente viene reindirizzato
all’activity di navigazione con punto iniziale ricavato dai dati della scansione del
QRCode.
In Figura 4.26 viene mostrato il process ﬂow relativo all’activity che visualizza
le planimetrie e che permette la navigazione. Il ﬂusso inizia quando l’activity in
questione viene visualizzata sul video. Se l’activity è lanciata e nessuna destinazione
è stata impostata, la navigazione viene impostata in modalità esplorazione. Se la
destinazione è stata impostata la navigazione sarà in modalità navigazione; a questo
punto l’applicazione veriﬁca se la destinazione si trova nello stesso ediﬁcio o nello
stesso piano o nella stessa area. Se l’esito è negativo esso viene invitato a cambiare
ediﬁco, piano, area.
54
4 Progettazione della componente di front-end
Figura 4.17. Mockup relativo alla scelta di una destinazione in modalità “Navigate”
Figura 4.18. Mockup relativo alla scelta di una destinazione in modalità “Explore”
4.3 Progettazione della componente applicativa
Figura 4.19. Mockup relativo alla visualizzazione di una scheda informativa
Figura 4.20. Mockup relativo alla navigazione
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56
4 Progettazione della componente di front-end
Figura 4.21. Process flow relativo a MainActivity.java
Figura 4.22. Process flow relativo a ChooseFaculty.java in modalità “Navigate”
4.3 Progettazione della componente applicativa
Figura 4.23. Process flow relativo a ChooseFaculty.java in modalità “Explore”
Figura 4.24. Process flow relativo a ChooseDestination.java
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58
4 Progettazione della componente di front-end
Figura 4.25. Process flow relativo a ChooseStartingPoint.java
Figura 4.26. Process flow relativo a MapShow.java
5
Implementazione della componente di
front-end
In questo capitolo verrà fatta un’analisi dettagliata delle classi e di alcuni ﬁle XML
che sono stati trattati in fase di progettazione. A ﬁne analisi, mediante immagini, verrà stilato un piccolo manuale utente che illustrerà le funzionalità principali
dell’applicazione.
5.1 Implementazione della componente Java
In questa sezione verranno analizzati in dettaglio le implementazioni delle classi che
realizzano le activity più complesse dell’applicazione.
5.1.1
Implementazione della classe MainActivity.java
In questa sezione illustriamo i principali metodi della classe MainActivity.java.
Il metodo onCreate (Listato 5.1), comune ad ogni activity di Android, viene
chiamato dal sistema allorquando una determinata activity viene visualizzata sullo
schermo per la prima volta. Questo metodo fa parte di una serie di metodi deﬁniti
nella superclasse Activity della libreria Android che gestiscono il ciclo di vita
(Figura 5.1) di ogni activity generata dal sistema.
La prima funzione del metodo è quella di impostare il layout della View (Sezione
2.4.1) corrente. Ciò viene fatto invocando il metodo setContentView che riceve
in ingresso un parametro (R.layout.activity main) che indica il ﬁle di layout
associato all’activity. Per capire come il sistema faccia il mapping delle risorse nei
ﬁle Java, presentiamo una breve descrizione della struttura dei ﬁle in un tipico
progetto Android.
•
•
•
•
La cartella src contiene i ﬁle sorgente (.java o di altri linguaggi).
La cartella gen contiene i sorgenti generati automaticamente. In particolare,
R.java serve per poter richiamare nel codice Java tutte le risorse memorizzate
nella cartella res.
La cartella assets raggruppa ﬁle arbitrari, aggiunti al ﬁle .apk (pacchetto
generato dalla compilazione di un progetto Android).
La cartella bin contiene il risultato della compilazione (risorse, .dex, .apk, etc.).
60
5 Implementazione della componente di front-end
Figura 5.1. Ciclo di vita di un’activity
• La cartella res contiene i dati esterni all’applicazione Android; essa è suddivisa
in ulteriori sotto cartelle ovvero:
– anim per le animazioni.
– color per i colori.
– drawable per le immagini utilizzate dal programma.
– layout per i layout usati dell’app.
– menù per i menù usati dall’applicazione.
– raw per qualsiasi tipo di ﬁle e rappresenta un’alternativa ad assets.
– values per i dati (stringhe, interi, array, etc.) che saranno utilizzati nel
programma.
• XML per i ﬁle XML arbitrari (incluse le conﬁgurazioni).
• la cartella libs contiene le librerie native custom.
• il ﬁle AndroidManifest.xml contiene i metadati sull’applicazione.
Il metodo initToolbar, deﬁnito nella classe CommonActivity.java (in questo
progetto ogni activity eredita da questa classe), inizializza la toolbar dell’applicazione, richiamando il relativo layout allo stesso modo del metodo setContentView.
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protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
initToolbar();
5.1 Implementazione della componente Java
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61
checkPermissions();
initMapManager();
}
Listato 5.1. Definizione del metodo onCreate della classe MainActivity.java
Il metodo onCreateOptionsMenu (Listato 5.2) crea un “overﬂow menu”. Si tratta di un menù predeﬁnito di Android che posiziona, in alto a destra, un’icona costituita da 3 puntini alla cui pressione viene visualizzato un menù a tendina. Il metodo
richiama il ﬁle di layout XML con id over flow menu.
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4
public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
getMenuInflater().inflate(R.menu.over_flow_menu, menu);
return true;
}
Listato
5.2.
Definizione
MainActivity.java
del
metodo
onCreateOptionsMenu
della
classe
Il metodo onOptionsItemSelected (Listato 5.3) deﬁnisce il gestore degli eventi
associato all’overﬂow menu. Tramite questo metodo è possibile stabilire cosa deve
fare l’applicazione alla selezione di un determinato item del menù. Il metodo deﬁnisce un unico caso, ovvero, la selezione dell’opzione “About” che fa partire l’activity
relativa ad esso.
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public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item) {
switch (item.getItemId()) {
case R.id.menu_about:
Intent intent = new Intent(this, About.class);
startActivity(intent);
default:
return super.onOptionsItemSelected(item);
}
}
Listato 5.3. Definizione
MainActivity.java
del
metodo
onOptionsItemSelected
della
classe
Il metodo onNavigate (Listato 5.4) deﬁnisce cosa succede alla pressione del
pulsante “Navigate”, ovvero apre l’activity ChooseFaculty.
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public void onNavigate(View view) {
Intent intent = new Intent(this, ChooseFaculty.class);
startActivity(intent);
}
Listato 5.4. Definizione del metodo onNavigate della classe MainActivity.java
Analogamente al metodo precedente, il metodo onExplore (Listato 5.5) deﬁnisce
cosa farà l’applicazione alla pressione del pulsante “Explore”. Rispetto a prima il
metodo lancia l’activity ChooseFaculty passando un parametro booleano MODE.
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public void onExplore(View view) {
Intent intent = new Intent(this, ChooseFaculty.class);
intent.putExtra("MODE",true);
startActivity(intent);
}
Listato 5.5. Definizione del metodo onExplore della classe MainActivity.java
62
5 Implementazione della componente di front-end
Il metodo checkPermissions (Listato 5.6), richiamato nel metodo onCreate, fa
si che l’applicazione richieda il permesso di utilizzare la fotocamera del dispositivo.
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public void checkPermissions(){
if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, Manifest.permission.CAMERA) !=
PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
ActivityCompat.requestPermissions(this,
new String[]{Manifest.permission.CAMERA},
1);
}
}
Listato 5.6. Definizione del metodo checkPermissions della classe MainActivity.java
L’ultimo metodo della classe, onRequestPermissionsResult (Listato 5.7) gestisce i due possibili eventi associati alla richiesta del permesso di utilizzare la fotocamera del dispositivo. Come si è visto in precedenza, sono possibili due casi. Nel
primo caso l’utente acconsente alla richiesta del permesso e l’applicazione procede
correttamente. Nel secondo caso viene mostrato un popup che informa l’utente che
l’applicativo necessita del permesso per poter funzionare.
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public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, String permissions[], int[] grantResults) {
switch (requestCode) {
case 1: {
if (grantResults.length > 0 && grantResults[0] == PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
return;
} else {
AlertDialog.Builder dlgBuilder = new AlertDialog.Builder(this);
dlgBuilder.setTitle(R.string.permission_error_title);
dlgBuilder.setMessage(R.string.permission_error);
dlgBuilder.setCancelable(false);
dlgBuilder.setPositiveButton(R.string.ok,new DialogInterface.OnClickListener() {
public void onClick(DialogInterface dialog,int id) {
System.exit(0);
}
});
AlertDialog alertDialog = dlgBuilder.create();
alertDialog.show();
}
return;
}
}
}
Listato 5.7. Definizione del metodo onRequestPermissionsResult della classe
MainActivity.java
5.1.2
Implementazione della classe ChooseFaculty.java
In questa sezione illustreremo i principali metodi della classe ChooseFaculty.java.
Il metodo onCreate(Listato 5.8) inizializza la toolbar e carica il ﬁle di layout relativo activity choose faculty dalla cartella layout presente dentro la
cartella res. Successivamente viene eﬀettuato il controllo sulla variabile booleana
isExplore, che permette di stabilire se l’utente nell’activity precedente ha premuto
il pulsante di navigazione o di esplorazione. Se la varibile risulta false e l’utente,
quindi, ha premuto il pulsante “Navigate”, il pulsante di scansione dei QRCode
viene reso invisibile; altrimenti, esso resta visibile.
La funzione principale del metodo è quella di stampare una lista di aree
che l’utente può selezionare sullo schermo. La scelta è ricaduta sull’utilizzo di
una “ListView”. Le facoltà da stampare sul video vengono ricavate dalla funzione getUniList, deﬁnita nella classe MapManager ed inizializzata nella classe
5.1 Implementazione della componente Java
63
CommonActivity, inerente al back-end. Essa ricava i dati dal database, costituito da un ﬁle in formato JSON, e restituisce in output una lista di University.
Dalla List vengono ricavati i nomi di ogni facoltà e vengono salvati in un array di
tipo String. Questo perchè, per visualizzare una “ListView”, è necessario usare un
ArrayAdapter in questo caso di tipo String.
Il costruttore della classe ArrayAdapter, si aspetta in ingresso l’id del layout
relativo alla deﬁnizione della lista “ListView” (list view list), il ﬁle relativo al
layout dei singoli item che verranno stampati all’interno della lista (row) e l’array
di String da stampare.
Successivamente, alla ListView viene associato un “handler”, che gestisce l’evento legato alla pressione di un’opzione della lista. L’handler è implementato mediante il metodo onItemClick che non fa altro che reindirizzare l’utente all’activity
successiva passando l’area selezionata. Se la variabile booleana isExplore è impostata a true l’activity avviata sarà ChooseStartingPoint, altrimenti, verrà avviata
l’activityChooseDestination.
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protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_choose_faculty);
initToolbar();
isExplore = false;
isExplore = getIntent().getBooleanExtra("MODE",isExplore);
if(!isExplore)
{
Log.d("Mode","Explore mode not active!");
//Hide FAB
android.support.design.widget.FloatingActionButton fab =
(android.support.design.widget.FloatingActionButton) findViewById(R.id.qrScanFAB);
fab.setVisibility(View.GONE);
}
final ListView listView = (ListView) findViewById(R.id.facultyList);
List<University> uniList = mm.getUniList();
String[] uniArray = new String[uniList.size()];
for (int i = 0; i < uniList.size(); i++) {
uniArray[i] = uniList.get(i).getName();
}
ArrayAdapter<String> arrayAdapter =
new ArrayAdapter<String>(this, R.layout.row, R.id.listview_list, uniArray);
listView.setAdapter(arrayAdapter);
listView.setOnItemClickListener(new AdapterView.OnItemClickListener() {
@Override
public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view,
final int position, long id) {
Intent universityChosenIntent =
new Intent(ChooseFaculty.this, (isExplore) ? ChooseStartingPoint.class : ChooseDestination.class);
universityChosenIntent.putExtra("idUniversityChosen", position);
startActivity(universityChosenIntent);
}
});
}
Listato 5.8. Definizione del metodo onCreate della classe ChooseFaculty.java
Il secondo ed ultimo metodo della classe, denominato onActivityResult, gestisce l’evento associato all’avvenuta scansione di un QRCode. Infatti, se l’utente si
trova in questa activity in modalità “Explore”, ed è attivo il pulsante di scansione
dei QRCode e, inﬁne, è stata portata a termine con successo un’eventuale scansione,
viene lanciata l’activity MapShow a cui verrà passato il parametro CURRENT POSITION
che stabilisce univocamente la posizione del QRCode, e, di conseguenza, la posizione
dell’utente all’interno dell’Università Mediterranea.
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public void onActivityResult(int requestCode, int resultCode,
Intent intent) {
IntentResult scanResult = IntentIntegrator.parseActivityResult(requestCode, resultCode, intent);
if (scanResult != null) {
String re = scanResult.getContents();
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5 Implementazione della componente di front-end
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if(re != null) {
Log.d("Scanned code:", re);
Intent intent2 = new Intent(this, MapShow.class);
intent2.putExtra("CURRENT_POSITION", re);
startActivity(intent2);
}
} else {
//Show error
Log.d("Error scanning code!","");
}
}
Listato 5.9. Definizione del metodo onActivityResult della classe ChooseFaculty.java
5.1.3
Implementazione della classe ChooseDestination.java
Questa sezione è dedicata ai principali metodi della classe ChooseDestination.java.
Il metodo onCreate di questa classe (Listato 5.10) svolge un lavoro analogo a
quello della classe precedente, con la diﬀerenza che, adesso, viene stampata una
“ListView” contenente le destinazioni possibili per l’area precedentemente scelta nell’activity ChooseFaculty. I dati vengono ricavati alla stessa maniera della
classe ChooseFaculty tramite la classe MapManager che si interfaccia al database
in formato JSON. Le possibili destinazioni sono stampate sullo schermo mediante
una “ListView” alla quale è associato un gestore di eventi che chiama la funzione
initiateQRScan, per iniziare una scansione di QRCode.
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protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_choose_destination);
initToolbar();
final ListView listView = (ListView) findViewById(R.id.destinationList);
Intent universityChosenIntent = getIntent();
int idUniversityChosen = universityChosenIntent.getIntExtra("idUniversityChosen", 0);
final List<Location> locationList = mm.getLocations(idUniversityChosen);
String[] destArray = new String[locationList.size()];
for(int i = 0; i<locationList.size(); i++){
Location location = locationList.get(i);
destArray[i] = location.getName();
}
ArrayAdapter<String> arrayAdapter =
new ArrayAdapter<String>(this, R.layout.row, R.id.listview_list_2, destArray);
listView.setAdapter(arrayAdapter);
listView.setOnItemClickListener(new AdapterView.OnItemClickListener() {
@Override
public void onItemClick(AdapterView<?> parent, View view,
final int position, long id) {
locationChosen = locationList.get(position).jsonSerialize();
initiateQRScan();
}
});
}
Listato 5.10. Definizione del metodo onCreate della classe ChooseDestination.java
Il metodo onActivityResult (Listato 5.11), analogo all’omonimo metodo della classe precedente, gestisce l’evento associato all’avvenuta scansione di un QRCode. Dalla scansione viene ricavato il parametro CURRENT POSITION. Successivamente viene avviata l’activity MapShow a cui vengono passati i parametri
CURRENT POSITION e TARGET POSITION (quest’ultimo ricavato mediante il gestore
degli eventi della “ListView”).
5.1 Implementazione della componente Java
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public void onActivityResult(int requestCode, int resultCode,
Intent intent) {
IntentResult scanResult = IntentIntegrator.parseActivityResult(requestCode, resultCode, intent);
if (scanResult != null) {
String re = scanResult.getContents();
if(re != null) {
Log.d("Scanned code:", re);
Intent intent2 = new Intent(this, MapShow.class);
intent2.putExtra("CURRENT_POSITION", re);
intent2.putExtra("TARGET_POSITION", locationChosen);
startActivity(intent2);
}
} else {
//Show error
Log.d("Error scanning code!","");
}
}
}
Listato
5.11.
Definizione
ChooseDestination.java
5.1.4
del
metodo
onActivityResult
della
classe
Implementazione della classe MarkCard.java
In questa sezione illustreremo i principali metodi della classe MarkCard.java.
Il metodo onCreate di questa classe (Listato 5.12) imposta il ﬁle di layout
relativo e controlla se i due parametri CARD IMAGE e CARD DESC, che vengono ricavati
tramite Intent dall’activity MapShow, sono nulli o meno. Qualora i due parametri
non fossero nulli vengono chiamate le due funzioni setImage e setDescription.
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protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_mark_card);
initToolbar();
Intent callerIntent = getIntent();
String imagePath = callerIntent.getStringExtra("CARD_IMAGE");
String desc = callerIntent.getStringExtra("CARD_DESC");
if(imagePath != null) {
Log.d("MarkCard","Setting image path "+imagePath);
setImage(imagePath);
}
if(desc != null) {
Log.d("MarkCard","Setting description "+desc);
setDescription(desc);
}
}
Listato 5.12. Definizione del metodo onCreate della classe MarkCard.java
Il metodo setDescription (Listato 5.13) imposta il testo visualizzato all’interno
della “TextView”.
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private void setDescription(String desc){
TextView descText = (TextView)findViewById(R.id.cardDesc);
descText.setText(desc);
}
Listato 5.13. Definizione del metodo setDescription della classe MarkCard.java
Analogamente il metodo setImage (Listato 5.14) imposta l’immagine visualizzata all’interno della “ImageView”.
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private void setImage(String path){
try{
Drawable d = Drawable.createFromStream(getAssets().open(path), null);
ImageView image = (ImageView)findViewById(R.id.cardImage);
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5 Implementazione della componente di front-end
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image.setImageDrawable(d);
} catch(IOException ex){
Log.e("Load image","Failed to load image!");
ex.printStackTrace();
}
}
Listato 5.14. Definizione del metodo setImage
5.1.5
Implementazione della classe MapShow.java
In questa sezione illustreremo i principali metodi della classe MapShow.java.
Il metodo onCreate (Listato 5.15) inizializza alcune componenti della libreria
onlylemi chiamando initMapView. Successivamente viene eﬀettuata la veriﬁca della presenza dei parametri TARGET POSITION e CURRENT POSITION. Se i due parametri
dovessero essere nulli, l’activity sarà in modalità “Explore”.
Ricavati i parametri necessari, vengono chiamate le funzioni LoadFloor, che
carica la planimetria relativa alla posizione dell’utente (in modalità “esplorazione” la
posizione viene ricavata tramite selezione dalla lista o scansione di QRCode, mentre
in modalità “navigazione” la posizione iniziale è sempre ricavata tramite scansione
di QRCode). Una volta fatto ciò, viene chiamato il metodo UpdatePosition, che
aggiorna la posizione sulla mappa visualizzata (se si è in modalità “navigazione”
controlla anche che l’utente sia nell’ediﬁcio, nel piano o nell’area corretta).
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protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_map_show);
initToolbar();
curPoint = new PointF(0,0);//Current position in floor is initialized to 0,0
InitMapView();//Initialize position - independent attributes
//Grab user-choosen destination from caller intent
String destTarget = getIntent().getStringExtra("TARGET_POSITION");
if(destTarget != null){
Log.d("Received Destination",destTarget);
curDestination = new Location(destTarget);
}
//Grab starting point from caller intent (User has to scan a QRCode before navigation starts)
String qrData = getIntent().getStringExtra("CURRENT_POSITION");
if(qrData != null){
Log.d("Received Position",qrData);
curPosition = new Location(qrData);
//Load current floor map
LoadFloor(curPosition);
UpdatePosition(curPosition);
}
}
Listato 5.15. Definizione del metodo onCreate della classe MapShow.java
Il metodo initMapView (Listato 5.16) eﬀettua operazioni di inizializzazione della
libreria “MapView” impostando i vari layer che andranno costituiranno l’immagine
ﬁnale della mappa. Inoltre, per quanto riguarda il layer dei “mark” (icone associate
alle destinazioni sulla mappa), viene deﬁnito un gestore di eventi di click, denominato setMarkIsClickListener, all’interno del quale viene deﬁnito il metodo
markIsClick, che gestisce il click su un punto di destinazione.
Il metodo controlla dapprima se il “mark” che l’utente ha premuto è di tipo
“EndPoint” (per realizzare la navigazione si è sfruttato un algoritmo basato su
graﬁ che richiede la presenza di punti ausiliari che non corrispondono a punti di
interesse sulla mappa); in caso aﬀermativo, alla pressione del mark, viene invocata l’activity MarkCard, mediante il metodo LauncMarkCard deﬁnito nella classe
5.2 Implementazione della componente XML
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CommonActivity. Al metodo viene passato un oggetto di tipo Mark dal quale esso
è in grado di estrarre la “TextView” e la “ImageView” da visualizzare nell’activity
corrispondente.
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public void initMapView(){
mapView = (MapView) findViewById(R.id.mapview);
mapView.setScaleAndRotateTogether(true);//Allow pinch-and-rotate gestures
//Create Location Layer
locationLayer = new LocationLayer(mapView);
locationLayer.setOpenCompass(false);
mapView.addLayer(locationLayer);
//Create Route Layer
routeLayer = new RouteLayer(mapView);
mapView.addLayer(routeLayer);
//Create Mark Layer
markLayer = new CustomMarkLayer(mapView);
//Set Mark click handler, this is called whenever the user taps on a mark.
//We are not using this feature for now.
markLayer.setMarkIsClickListener(new MarkLayer.MarkIsClickListener() {
@Override
public void markIsClick(int num) {
//num is the Mark ID IN CURRENT FLOOR!
Mark clickedMark = curFloor.getMark(num);
Log.d("Mark clicked",String.format("Clicked mark with id %d name %s type %s",
num,clickedMark.name, clickedMark.type.toString()));
if(clickedMark.type == Mark.Types.Endpoint)
LaunchMarkCard(clickedMark);
return;
}
});
mapView.addLayer(markLayer);
}
Listato 5.16. Definizione del metodo initMapView della classe MapShow.java
Gli altri metodi di questa classe contengono metodi che fanno uso estensivo
delle funzionalità della libreria “MapView” e non sono di interesse nell’ambito della
presente tesi.
5.2 Implementazione della componente XML
In questa sezione verranno analizzati alcuni ﬁle di layout di supporto alle activity
principali dell’applicazione; inoltre, verrà mostrato, attraverso l’uso di immagini,
come Android oﬀre la possibilità, attravero l’IDE “Android Studio”, di costruire i
layout per via graﬁca.
5.2.1
Implementazione del file activity main.xml
In questa sezione illustreremo le principali caratteristiche del ﬁle di layout relativo
alla principale activity dell’applicazione.
Il ﬁle in questione, denominato activity main.xml (Listato 5.17), è responsabile del layout della MainActivity. Il primo tag XML deﬁnisce il tipo di layout
che verrà utilizzato nell’activity (Sezione 2.4.1). Ogni elemento del ﬁle corrisponde ad un determinato oggetto graﬁco che verrà visualizzato sullo schermo. L’IDE
“Android Studio” permette di progettare il tutto interamente mediante due modi:
“Text” e “Design”. Il primo modo prevede la scrittura dei tag XML completamente
a mano, mentre il secondo usa una tecnica graﬁca di tipo “drag and drop”.
La progettazione del ﬁle è stata eﬀettuata per la maggior parte col metodo visivo.
L’unico lavoro svolto manualmente ha riguardato l’impostazione degli “id” univoci
degli elementi e la deﬁnizione dei metodi che gestiscono gli eventi. Per i due Button,
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5 Implementazione della componente di front-end
infatti, sono state deﬁnite due funzioni onClick; per il pulsante “Navigate” è stato
deﬁnito onNavigate() e per il pulsante “Explore” è stato deﬁnito onExplore().
onClick() stabilisce quale sarà il metodo del corrispettivo ﬁle Java che gestirà
l’evento associato al determinato elemento.
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
android:id="@+id/activity_main"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:background="#ffffff"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
android:fitsSystemWindows="true"
tools:context="it.unirc.barbiana20.medinav.MainActivity">
<android.support.v7.widget.Toolbar
android:id="@+id/toolbar"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="64dp"
android:background="@color/colorPrimary"
android:theme="@style/ThemeOverlay.AppCompat.ActionBar"
app:popupTheme="@style/ThemeOverlay.AppCompat.Light"
app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent">
<TextView
android:text="@string/app_name"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_gravity="center"
android:id="@+id/toolbar_title"
android:gravity="start"
android:textSize="24sp"
android:textStyle="normal|bold"
android:textColor="#fff" />
</android.support.v7.widget.Toolbar>
<ImageView
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:src="@drawable/logo_unirc"
android:scaleType="centerInside"
android:id="@+id/imageView"
android:cropToPadding="false"
app:layout_constraintBottom_toTopOf="@+id/welcome_text"
android:layout_marginBottom="8dp"
android:layout_marginTop="8dp"
app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/toolbar"
android:layout_marginStart="16dp"
app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
android:layout_marginEnd="16dp"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />
<Button
android:backgroundTint="@color/colorPrimary"
android:text="@string/button_explore"
android:textColor="#ffffff"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:id="@+id/explore_btn"
android:onClick="onExplore"
app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/navigate_btn"
android:layout_marginEnd="8dp"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
android:layout_marginBottom="16dp" />
<Button
android:backgroundTint="@color/colorPrimary"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:id="@+id/navigate_btn"
android:text="@string/button_navigate"
android:textColor="#ffffff"
android:onClick="onNavigate"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
android:layout_marginBottom="16dp"
android:layout_marginEnd="16dp"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />
<TextView
android:text="@string/welcome_line"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:id="@+id/welcome_text"
5.2 Implementazione della componente XML
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app:layout_constraintBottom_toTopOf="@+id/explore_btn"
android:layout_marginBottom="8dp"
android:layout_marginEnd="16dp"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
android:layout_marginStart="16dp"
app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent" />
</android.support.constraint.ConstraintLayout>
Listato 5.17. Struttura del file activity main.xml
Figura 5.2. Esempio di progettazione visiva di activity main.xml
Nell’immagine in Figura 5.2 è possibile vedere un esempio di progettazione visiva dell’activity. Dall’immagine risulta che ogni elemento è ancorato ad un altro
o all’elemento che lo contiene. Questo metodo, chiamato “ConstraintLayout” permette di ancorare i bordi di ogni elemento ai bordi di altri elementi presenti nella “View”. Questo processo può essere eﬀettuato a mano, deﬁnendo i parametri
app:layout constraintRight toRightOf, o per via graﬁca, trascinando le ancore
rispetto a ciascun elemento.
5.2.2
Implementazione del file activity choose faculty.xml
In questa sezione illustreremo le principali caratteristiche del ﬁle di layout relativo
alla scelta di un’area.
70
5 Implementazione della componente di front-end
Il ﬁle activity choose faculty (Listato 5.18) è relativo al layout dell’activity
ChooseFaculty. Il layout è composto dalla “Toolbar” con all’interno una “TextView” che visualizza il nome dell’applicazione. Le stringhe visualizzate all’interno
delle “TextView” sono indicizzabili mediante @string/nome stringa. Il codice fa
riferimento al ﬁle strings.xml contenuto nella cartella values all’interno della
cartella dei ﬁle di risorse.
È possibile deﬁnire più ﬁle di questo tipo che contengono stringhe pensate per
lingue diﬀerenti, permettendo, cosı̀, allo sviluppatore di supportare lingue diverse,
richiamando nei ﬁle XML le stringhe una volta sola.
Al di sotto del titolo dell’applicazione troviamo un’ulteriore “TextView” che fa
da titolo dell’activity. Sotto è deﬁnita una “ListView” che mostrerà sullo schermo
un “item” per ogni area generata dal corrispettivo ﬁle Java. La struttura dei ﬁle
delle risorse di Android impone di gestire a parte il ﬁle di layout (row.xml) delle
singole righe della “ListView”.
Nel ﬁle activity choose faculty.xml è deﬁnito anche un “FloatingActionButton” che altro non è che un pulsante ﬂuttuante. Ad esso è associata un’icona
tramite android:src=@drawable/qrcode scan, un comando XML che richiama un
ﬁle da usare come icona, contenuto nella cartella drawable della cartella dei ﬁle delle
risorse dell’applicazione. Al pulsante è associato un gestore dell’evento di pressione
su di esso android:onClick=scanQR. Nel relativo ﬁle Java la funzione che gestirà
tale evento sarà ScanQR().
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<android.support.constraint.ConstraintLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
android:id="@+id/activity_choose_position"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:background="#ffffff"
android:orientation="vertical"
android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
tools:context="it.unirc.barbiana20.medinav.ChooseFaculty"
android:fitsSystemWindows="true">
<android.support.v7.widget.Toolbar
android:id="@+id/toolbar"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="56dp"
android:background="@color/colorPrimary"
android:theme="@style/ThemeOverlay.AppCompat.ActionBar"
app:popupTheme="@style/ThemeOverlay.AppCompat.Light"
app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent">
<TextView
android:text="@string/app_name"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:layout_gravity="center"
android:id="@+id/toolbar_title"
android:gravity="start"
android:textSize="24sp"
android:textStyle="normal|bold"
android:textColor="#fff" />
</android.support.v7.widget.Toolbar>
<TextView
android:text="@string/choose_faculty"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:id="@+id/chooseFacultyText"
android:layout_marginTop="16dp"
app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/toolbar"
android:layout_marginStart="16dp"
app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
android:layout_marginEnd="16dp"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />
5.3 Manuale utente
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<android.support.design.widget.FloatingActionButton
android:src="@drawable/qrcode_scan"
app:fabSize="normal"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:elevation="2dp"
app:backgroundTint="@color/colorPrimary"
android:tint="@color/darkAccent"
android:onClick="scanQR"
android:id="@+id/qrScanFAB"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
android:layout_marginBottom="16dp"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
android:layout_marginEnd="16dp" />
<ListView
android:id="@+id/facultyList"
android:layout_width="0dp"
android:layout_height="0dp"
android:layout_marginTop="8dp"
app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/chooseFacultyText"
android:layout_marginStart="16dp"
app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
android:layout_marginEnd="16dp"
app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"
app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
android:layout_marginBottom="16dp"
android:divider="@android:drawable/divider_horizontal_bright" />
</android.support.constraint.ConstraintLayout>
Listato 5.18. File activity choose faculty.xml
All’interno del ﬁle row.xml (Listato 5.19) sono deﬁnite due “TextView”. La prima speciﬁca lo stile degli item della lista a cui fa riferimento il ﬁle ChooseFaculty.java, mentre la seconda gestisce gli item delle liste dei ﬁle ChooseDestination.java
e ChooseStartingPoint.java.
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical"
android:weightSum="1">
<TextView
android:id="@+id/listview_list"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:text="" android:padding="10dip"
android:textSize="22dip"
android:layout_weight="0.10" />
<TextView
android:id="@+id/listview_list_2"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:text="" android:padding="10dip"
android:textSize="22dip"
android:layout_weight="0.10" />
</LinearLayout>
Listato 5.19. File row.xml
Nella Figura 5.3 è possibile vedere un esempio di progettazione visiva del layout
dell’activty activity choose faculty.xml.
5.3 Manuale utente
L’utente che vuole orientarsi all’interno dell’Università Mediterranea, una volta scaricata, installata e mandata in esecuzione l’applicazione, si ritrova nella schermata
principale. Qualora l’applicazione venga avviata per la prima volta, essa richiederà
i permessi per l’utlizzo della fotocamera (Figura 5.4).
72
5 Implementazione della componente di front-end
Figura 5.3. Esempio di progettazione visiva di activity choose faculty.xml
Nel caso il permesso fosse negato, l’applicazione visualizza un messaggio che
informa l’utente che, per funzionare, necessita di tale permesso; in tale evenienza
l’app viene chiusa (Figura 5.5).
Se l’utente acconsente all’utilizzo della fotocamera, viene portato all’activity
principale (Figura 5.6). Qui può premere i due pulsanti per scegliere il tipo di
navigazione desiderato ed eventualmente, cliccare sul menù in alto a destra per
visionare la schermata “About”, che contiene varie informazioni circa gli autori del
progetto, le licenze di terze parti, i collaboratori e i ringraziamenti.
Premendo il pulsante “Explore”, l’utente viene reindirizzato alla schermata di
scelta di un’area (Figura 5.7). A seguito di ciò viene visualizzata sullo schermo una
lista di aree. Cliccando sull’icona con l’immagine del QRCode è possibile scansionarne uno ed essere reindirizzati immediatamente all’activity che mostra la planimetria
corrispondente alla posizione del QRCode scansionato.
Se l’utente ha scelto manualmente un’area dalla schermata precedente, egli viene
reindirizzato ad una schermata che stampa una lista di destinazioni possibili per
quella determinata area (Figura 5.8). Qualora l’utente prema il pulsante di scansione
del QRCode, viene avviata l’activity che mostra la planimetria corrispondente alla
posizione del QRCode scansionato.
Se l’utente, nella schermata precedente, ha selezionato manualmente una destinazione dalla lista, viene caricata la planimetria che contiene la destinazione
selezionata (Figura 5.9). A questo punto egli può esplorare liberamente la mappa
5.3 Manuale utente
73
Figura 5.4. Schermata di primo avvio dell’applicazione
Figura 5.5. Messaggio che viene mostrato all’utente che nega il permesso di usare la
fotocamera
cliccando sui punti per vederne la corrispondente descrizione.
L’utente che, ad esempio, clicca su “Laboratorio Barbiana 2.0” viene reindirizzato alla schermata della scheda informativa corrispondente (Figura 5.10).
Se, nella schermata principale, l’utente dovesse premere il pulsante “Navigate”
sarebbe reindirizzato alle stesse schermate di scelta di un’area e scelta di una destinazione. La diﬀerenza è nell’assenza del pulsante di scansione del QRCode. Nella
schermata di scelta della destinazione, a scelta avvenuta viene automaticamente
74
5 Implementazione della componente di front-end
Figura 5.6. Schermata principale dell’applicazione
Figura 5.7. Schermata relativa alla scelta di un’area in modalità “Explore”
richiesta la scansione di un QRCode. Successivamente viene caricata la planimetria corrispondente e, su di essa, viene tracciato un percorso che va dalla posizione
iniziale dell’utente, ottenuta tramite scansione del QRCode, ﬁno alla destinazione,
scelta nella schermata apposita (Figura 5.11).
5.3 Manuale utente
75
Figura 5.8. Schermata relativa alla scelta di una destinazione in modalità “Explore”
Figura 5.9. Schermata relativa alla navigazione in modalità “Explore”
76
5 Implementazione della componente di front-end
Figura 5.10. Schermata relativa ad una scheda informativa
Figura 5.11. Schermata relativa alla navigazione in modalità “Navigate”
6
Discussione critica in merito al sistema
realizzato
In questo capitolo verranno analizzati i punti di forza e di debolezza del sistema.
Verranno valutate le soluzioni oﬀerte dai competitor che verranno, successivamente,
confrontate con le scelte adottate in questo progetto.
6.1 Analisi SWOT
L’analisi SWOT (Figura 6.1) è uno strumento di pianiﬁcazione strategica molto diffuso che permette di valutare i punti di forza e di debolezza e le eventuali opportunità
e minacce di un sistema.
Figura 6.1. Analisi SWOT
6.1.1
Punti di forza
In questa parte dell’analisi prendiamo in considerazione tutto ciò che costituisce un
reale vantaggio per la nostra applicazione.
78
6 Discussione critica in merito al sistema realizzato
Uno dei principali punti di forza di cui il il nostro sistema dispone è la semplicità
di utilizzo. L’interfaccia, minimale, consente l’utilizzo dell’applicazione anche da
parte di utenza con scarsa dimestichezza del software, riducendo al minimo il rischio
di errore.
L’applicazione, realizzata per Android, è stata implementata in linguaggio Java,
che consente un alto livello di riusabilità del codice. Inoltre, Android permette
di implementare le interfacce graﬁche mediante ﬁle XML, consentendo, cosı̀, di
separare la progettazione del back-end da quella del front-end. Il vantaggio di questa
conﬁgurazione è la possibilità di poter ridisegnare totalmente l’intera interfaccia
graﬁca, senza alterare le funzionalità di back-end, e viceversa.
Il sistema di navigazione, basato sui QRCode, permette facilmente di aggiungere nuove aree senza sforzi aggiuntivi. Per aggiungere nuove zone basta, infatti,
caricare le immagini relative alle nuove planimetrie e generare i relativi QRCode. Ciò permette di usare lo stesso sistema anche in atenei diversi dall’Università
Mediterranea.
Rispetto ad altre applicazioni di navigazione indoor, questo sistema non necessita di infrastrutture esterne, abbattendo, cosı̀, del tutto le spese per l’adozione dello
stesso.
6.1.2
Punti di debolezza
Nella parte in cui si analizzano i punti di debolezza prenderemo in considerazione
tutto ciò che costituisce un problema al conseguimento di un determinato risultato,
considerando, anche, i possibili freni ad un eventuale evoluzione del progetto.
L’utilizzo dei QRCode come infrastruttura di supporto alla navigazione del sistema ha costitutito un vantaggio dal punto di vista delle spese e della complessità.
Allo stesso tempo, ciò risulta essere un punto di debolezza del sistema, poichè, in
questo modo, la navigazione non è in tempo reale. Il sistema, infatti, riconosce le
posizioni dell’utente basandosi unicamente sulle scansioni di questi codici. Qualora
l’utente che stia cercando di orientarsi non scansioni continuamente i QRCode, o
peggio, non riesca ad individuarli, non riuscirebbe ad orientarsi correttamente.
La scelta di svluppare il sistema in codice nativo per Android, ovvero Java, pone
alcune limitazioni. Il codice nativo, infatti, si appoggia alle librerie proprie del sistema operativo Android, rendendo diﬃcile un eventuale porting su altre piattaforme
senza un refactoring completo del codice.
6.1.3
Opportunità
L’analisi SWOT si rivolge, adesso, verso l’esterno. È necessario considerare tutti
i fattori esterni al prodotto, quali l’ambiente, la concorrenza, i clienti, etc. Con
il termine “opportunità” si intendono tutti quegli elementi esterni che vanno a
vantaggio dell’oggetto in analisi.
Una prima opportunità viene fornita dalla scelta di sviluppare l’applicazione
per Android. Questo sistema operativo infatti, permette di avere un gran numero
di dispositivi pronti ad implementare il software in esame, consentendo di scegliere
quello al momento più conveniente, e di sostituire, nel tempo, i modelli antiquati o
difettosi con delle versioni più moderne senza dover apportare modiﬁche al sistema.
6.2 Soluzioni alternative
79
Il software è stato progettato come sistema di navigazione indoor per l’Università
Mediterranea, ma la sua semplice implementazione ne consente facilmente l’utilizzo
in qualsiasi altro ateneo o luogo che richieda una navigazione interna.
6.1.4
Minacce
Le minacce sono i rischi generati da particolari condizioni del contesto in cui si
opera, sempre in riferimento ad ambiente, concorrenza, clienti, etc.
Per quanto riguarda il sistema in esame, una minaccia è costituita dall’uso dei
QRCode. Essi vengono generati, stampati, e posizionati nei punti di interesse e sono
facilmente suscettibili al deterioramento nel tempo. Inoltre, essendo posizionati in
luoghi pubblici, sono a rischio di eventuali atti vandalici.
6.2 Soluzioni alternative
In questa sezione si procede prendendo in considerazione alcune soluzioni alternative
al sistema da noi realizzato, valutando vantaggi e svantaggi di queste soluzioni
rispetto al nostro sistema.
6.2.1
Wescape
Wescape (Figura 6.2) è un’applicazione di navigazione indoor (Figura 6.3) che permette di navigare all’interno degli ediﬁci, sia in condizioni normali che in condizioni
di emergenza.
Figura 6.2. Il logo di Wescape
Wescape è il risultato di un progetto svolto durante il corso di ingegneria del
software presso UnivPM (Università politecnica delle marche). Il progetto è nato
80
6 Discussione critica in merito al sistema realizzato
Figura 6.3. Navigazione tramite Wescape
da una idea di alcuni ricercatori di UnivPM: Gabriele Bernardini, Marco D’Orazio,
Enrico Quagliarini, Silvia Santarelli, Luca Spalazzi.
Tra le feature che questo sistema oﬀre possiamo elencare:
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utilizzo del navigatore per capire come arrivare in una zona di un ediﬁcio;
guida verso l’uscita di emergenza più vicina in caso di pericolo;
scelta tra più percorsi alternativi.
scansione dei QRCode per capire la propria posizione all’interno dell’ediﬁcio;
scelta dei percorsi più veloci e sicuri grazie alla comunicazione con i sensori di
sicurezza presenti nell’ediﬁcio.
Il sistema in questione è ibrido rispetto al sistema MediNav, poichè si basa
sia sull’utilizzo dei QRCode, sia sull’utilizzo di alcuni sensori di sicurezza presenti
all’interno degli ediﬁci. L’infrastruttura ausiliaria dei sensori permette al sistema in
questione di calcolare i percorsi in modo più preciso. Una caratteristica sicuramente
interessante è il sistema di guida automatico verso un’uscita di emergenza in caso
di pericolo. Inoltre, questo sistema oﬀre la possibilità di scegliere tra più percorsi
alternativi per giungere ad una determinata destinazione.
Facendo un confronto fra la soluzione oﬀerta dal competitor e quella proposta in
questo progetto è possibile aﬀermare che la navigazione mediante sensori ausiliari è
più precisa ed eﬃciente, ma, allo stesso tempo, più costosa.
In ultima analisi, il sistema MediNav oﬀre una navigazione meno precisa, ma,
al tempo stesso, poichè svincolato da infrastrutture esterne, si presta bene all’immediato utilizzo in ambienti diversi. La soluzione del competitor richiederebbe il
6.3 Lesson learned
81
deploy di vari sensori, qualora si volesse coprire una zona nuova, con costi e tempi
aggiuntivi.
6.3 Lesson learned
Il percorso che ha portato allo sviluppo del progetto MediNav, nato come concept
puramente astratto, dalla collaborazione tra i ragazzi del DIIES ed i ragazzi del
DArTe, arrivato ad essere un sistema completamente funzionante, è stato un’opportunità per ampliare le proprie conoscenze e confrontarsi con realtà diﬀerenti.
Tra le esperienze più signiﬁcative vanno annoverate il confronto con l’uﬃcio stampa
di ateneo, grazie al quale è stato possibile giungere all’idea di usare Google Maps
Indoor, Google stessa, mediante i contatti con il team a supporto di Google Maps
Indoor, rivelatisi, sfortunatamente inconcludenti.
Lo sviluppo del sistema ha evidenziato sﬁde sia a livello progettuale sia a livello
implementativo, permettendo di andare alla ricerca di soluzioni poco esplorate,
come i QRCode, arricchendo, cosı̀, il proprio bagaglio tecnico e culturale in merito ai
sistemi di navigazione indoor. Inoltre lo sviluppo per la piattaforma Android è stato
un punto di partenza per apprendere l’architettura di questo sistema ed esplorare
le librerie messe a disposizione da Google; il risultato di tutte queste esperienze ha
portato alla realizzazione di questo progetto.
7
Conclusioni e uno sguardo al futuro
In questa tesi è stata progettata e implementata la componente di front-end di
un’applicazione Android, di supporto alla navigazione guidata verso un insieme di
POI dell’Università Mediterranea di Reggio Calabria.
Il primo passo è stato quello di eﬀettuare una ricerca, sia nell’ambito delle tecnologie degli smartphone, sia in quello delle tecniche di navigazione indoor esistenti,
in modo da ottenere le informazioni necessarie per una corretta progettazione del
lavoro.
Il passo successivo è consistito in uno studio di fattibilità, dove sono stati raccolti
ed analizzati i requisiti tecnici del sistema, con particolare attenzione a quelli relativi
alla componente di front-end.
Successivamente sono stati realizzati alcuni mock-up graﬁci, per studiare una
semplice ed intuitiva realizzazione del layout dell’applicazione.
In seguito si è passati alla progettazione delle classi del sistema, dei suoi ﬁle di
interfaccia e delle sue activity.
Inﬁne, si è passati alla fase di implementazione, dove la struttura delle classi
precedentemente progettata è stata implementata mediante codice Java e ﬁle XML.
È stato, quindi, stilato un manuale utente, facendo uso di screenshot rappresentativi
del prodotto ﬁnale. Il lavoro di tesi si è concluso con una discussione critica sulle
attività realizzate e sul sistema che è stato ottenuto.
Per quanto riguarda i possibili sviluppi futuri di questo progetto, si può pensare
di rendere la navigazione tramite QRCode “real-time”, attraverso l’implementazione del “dead reckoning” (Sezione 1.3. Mediante l’utilizzo dei sensori presenti negli
smartphone (contapassi, giroscopio, bussola, accellerometro, etc.) sarebbe possibile visualizzare gli spostamenti dell’utente da un codice QR a quello successivo,
migliorando, cosı̀, la capacità di orientamento dell’utente nei vari ediﬁci dell’Ateneo.
Dal lato del front-end l’obiettivo che ci si preﬁgge è quello di estendere i layout per supportare tutte le più comuni risoluzioni dei dispositivi Android e per
supportare lingue alternative all’italiano ed all’inglese.
Ringraziamenti
Desidero ringraziare tutti coloro che mi hanno aiutato nella stesura di questa tesi
di laurea; ringrazio, innanzitutto, il Professor Domenico Ursino, mio Relatore, che
mi ha guidato in questo percorso con la sua disponibilità e la sua professionalità.
Proseguo ringraziando tutti i colleghi e gli amici che mi hanno incoraggiato in
questi anni di università.
Un ringraziamento speciale va ai miei amici più cari, Marco Colica e David
Toscano, che hanno condiviso con me sia momenti lieti che momenti diﬃcili. In particolar modo vorrei ringraziare David Toscano per avermi fatto capire l’importanza
dello studio e della conoscenza, incoraggiandomi a credere in me stesso.
Vorrei ringraziare Giuseppe D’Agostino, collega ed amico, con il quale ho
condiviso sia gli aspetti positivi che negativi di questo percorso di studi.
Ringrazio i miei zii, Domenico Schiavone e Vincenzo Schiavone, che, a loro modo,
si sono sempre mostrati interessati allo stato dei miei studi.
Il grazie più grande va a mio zio Giuseppe, che mi ha sostenuto durante il mio
percorso di studi che è venuto a mancare. Il suo aﬀetto ed il suo amore sono energia
che mi accompagna nel raggiungimento del mio traguardo.
Vorrei, inﬁne, ringraziare le persone a me più care, mia madre Romana e mio
padre Umberto, che non hanno mai smesso di credere in me, incoraggiandomi sempre
a continuare gli studi. Grazie al loro aﬀetto ed al loro sostegno in qualunque mia
scelta, è stato possibile giungere a questo traguardo.
Riferimenti bibliografici
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2. Introduction to Android. https://developer.android.com/guide/index.html, 2016.
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4. M. Canducci. XML. Conoscere il linguaggio XML significa poter comunicare veramente
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5. M. Carli. Android 6. Guida per lo sviluppatore. Apogeo, 2016.
6. C. De Sio Cesari. Manuale di Java 8: Programmazione orientata agli oggetti con Java
standard edition 8. Hoepli, 2014.
7. E. Cisotti and M. Giannino. Android. Guida completa. Edizioni LSWR, 2015.
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Developers (Usability). Addison-Wesley Professional, 2015.
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avanzata. Edizioni LSWR, 2015.
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Specification, Java SE 8 Edition (Java Series). Addison-Wesley Professional, 2014.
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12. J. Joseph. QR Code Based Indoor Navigation with Voice Response. http://www.
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progettare-interfacce-per-android-la-guida/, 2016.
14. G. Nudelman. Android Design Patterns: Interaction Design Solutions for Developers.
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15. A. Serban. Indoor Navigation Apps: The Best for Android and iOS. http://techpp.
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dsf.unica.it/~andrea/tesils/tAlbertoSerra.pdf, 2016.
17. B. Cruz Zapata. Android Studio Application Development. PACKT PUBLISHING,
2013.

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