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Mini PCs e NTP no projeto de Monitoramento de Tráfego Aéreo Déborach Rayanne Macêdo Vieira, Arthur de Castro Callado Universidade Federal do Ceará (UFC) Av. José de Freitas Queiroz, 5.003 – Cedro Novo – 63.900-000 – Quixadá – CE – Brasil deborachrmv@gmail.com, arthur@ufc.br Resumo. Este artigo descreve um pouco sobre o funcionamento da tecnologia Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (ADS-B) e mostra uma breve introdução ao projeto de Monitoramento de Tráfego Aéreo, com foco na importância de ter um tempo de atualização do estado dos aviões o mais curto possível através do Network Time Protocol (NTP) e nas dificuldades que terão de ser enfrentadas pela necessidade de usar um sistema embarcado com hardware limitado. Abstract. This paper describes a little about the technology Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (ADS-B) and shows a brief introduction to the project Monitoring Air Traffic (Monitoramento de Tráfego Aéreo), focusing on the importance of having an aircraft status update time as short as possible through the Network Time Protocol (NTP) and the difficulties that must be faced by the using an embedded system with limited hardware. 1. Introdução O sistema Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (ADS-B) ou sistema de Transmissão de Monitoramento Dependente Automático é um dos meios com que as aeronaves, tanto em voo como em pouso, são capazes de se comunicar com a base e com outros aviões, sem a necessidade de radares e antenas mecânicas que causam atraso nas informações e sofrendo menos com condições atmosféricas. A mensagem ADS-B é enviada de forma periódica, contendo a posição atual via GPS (Global Positioning System), velocidade, altitude e rota. Esse método não é implementado em plataformas livres no Brasil, e é com o objetivo de prover diminuição de custo, decodificar essas mensagens, fundir informações de várias antenas, adaptar o processo a um sistema embarcado e fazer análises automáticas em tempo real dos dados, emitindo alertas em caso de problemas, que o projeto de Monitoramento de Tráfego Aéreo está sendo desenvolvido, depois este será apresentado ao governo, mas não há qualquer compromisso em sua utilização. 2. Mini PC Um Mini PC, também conhecido como plug computer, é um computador usado como servidor cujo nome vem do seu pequeno tamanho, fraca configuração e poucas entradas para dispositivos, além do seu baixo custo. Existem vários modelos desse aparelho, mas no projeto foi usado um específico, o MK802. Esse aparelho se torna necessário para carregar o sistema embarcado principalmente por sua alta portabilidade, podendo ser instalado até em lugares com pouca tecnologia, por seu baixo custo (que é um dos propósitos do projeto, em que um usuário comum possa ter seus equipamentos e receber as informações de forma barata) e por gastar pouquíssima energia, facilitando a possibilidade de ser carregado por meio de placas que recebem energia luminosa e térmica do sol, ou outras fontes que não possuem uma alta capacidade de gerar energia. 2.2. Capacidades do MK802 Embora o sistema operacional de fábrica desse dispositivo seja o Android, ele suporta vários outros tipos de sistemas operacionais, entre eles, algumas extensões que são um pouco limitadas do Linux, que são as mais recomendadas para o projeto, visto que são plataformas livres. Nele foi instalada uma versão do Ubuntu, a partir daí vários outras aplicações puderam ser instaladas, como o Apache, PostgreSQL, MySQL e GCC. Contudo, não foi possível introduzir o JDK, que era necessário para a execução de programas em Java. O processador dele é um Allwinner A10 de 1GHz, a memória principal de 1GB e a memória de armazenamento de 4GB, tem capacidade de se conectar à rede sem fio, mas não possui entrada ethernet, o que acabou sendo um problema posteriormente, e saída HDMI. 3. NTP O propósito do Network Time Protocol (NTP) é transmitir informações de tempo e sincronização de relógios a partir de servidores, para clientes e outros servidores pela internet e também checar os relógios para atenuar os erros devido a falhas em equipamentos. Alguns hosts funcionam como servidores secundários, nesse caso, o host recebe a sincronização diretamente de um ou mais servidores primários. O enlace da sincronização pode ser por fio ou a rádio. Por não exigir uma entrega confiável (UDP) que poderia atrasar o ajuste, os clientes têm uma precisão de tempo igual à do servidor primário. 3.1 Capacidades do NTP A partir dos componentes do sistema, é possível conseguir informações de deslocamento, variação e dispersão. O NTP tem um método de segurança com qual é possível identificar entre servidores, quais fornecem o tempo certo (truechimers) e quais estão enviando presunções incorretas (falsetickers), e a partir desses que estão enviando informações corretas, descobrir qual deles é a melhor referência. Além disso, o NTPv4 tem a capacidade de disciplinar o relógio local a partir das taxas de atraso, ajustando-o mesmo quando não há uma referência confiável de tempo. 3.2 Importância do NTP no projeto O período de atualização com a tecnologia ADS-B é configurável entre 0,5 e 2 segundos, enquanto o intervalo dos sistemas utilizados no Brasil é cerca de 30 segundos. Com o crescimento do tráfego aéreo, o tempo se torna um fator de extrema importância, nos dias de hoje todos os movimentos de uma aeronave devem ser calculados com a maior precisão possível, e é nessa etapa que o NTP deve ser implementado de forma que não exista atraso na comunicação, para que a estação base possa emitir, em tempo real, alertas em caso de problemas. 4. Próximos passos Um dos objetivos do projeto é captar informações recebidas de antenas espalhadas por vários lugares, que estarão diretamente conectadas a plug computers com acesso à internet, e só então essas mensagens serão passadas para um servidor central. A aplicação que coletará as mensagens ADS-B está em processo de desenvolvimento, mas antes de chegarem nele, as informações devem ser processadas por outro aplicativo que fará a decodificação, só depois disso que as informações ficarão guardadas no banco de dados. A maior dificuldade é pelo uso de uma plataforma embarcada (mini computadores), que possuem capacidade de armazenamento e processamento bem limitadas, sofrendo com problemas de compatibilidade por ser uma plataforma restrita, que não dá suporte a algumas práticas realizadas facilmente em computadores com configuração superior. 5. Agradecimentos O presente trabalho foi realizado com apoio da Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FUNCAP) e do Governo do Estado do Ceará. Referências Mills D. L. (2010) “RFC 5905: Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification” Carvalho, S. A. L. de (2012) "Tecnologia ADS-B no Linux, uma Implementação de Decodificação e Persistência de Mensagens", Trabalho de Conclusão de Curso do Bacharelado em Sistemas de Informação, orientado por Arthur de Castro Callado. Silva, E. R. C., Callado, A. C. (2012) "Transparência no espaço aéreo brasileiro".