Context-aware services for mobile devices

“Context-awareness lets computing technology to provide services to people at any time, any where, with any media but also specifically to communicate the right thing at the right time and in the right way”. Within the research field of context-aware services, researchers from industry and academia have been working on solutions for this problem for the last decade. In the first part of my research work I focused on a subset of the research field of context aware-services. The work has been performed in the context of the SIMPLICITY project. The personalization concept is based on a user profile which realizes a common underlying information model for all the elements of the Simplicity architecture. In this perspective the first part of this dissertation focuses on my specification and development of the Simplicity User Profile (SUP) to provide highly personalized context-aware services with reduced interactional complexity for the end-user. I started from the work carried out in 3GPP on the GUP but I extended and improved that approach. In this dissertation I also present the concept of the Simplicity Device (SD) which is an enhanced mobile phone that stores and handles personal information, user preferences and policies. The SD, by the simple act of “plugging” it into a terminal, becomes the “virtual” identity of the end-user. It allows the enforcement of user-personalized mechanisms to exploit service fruition, to drive automatic adaptation to terminal capabilities, and to facilitate service adaptation to various network technologies and related capabilities. The SUP, the SD together with a brokerage framework simplify the process of using current and future “services” providing a user-friendly solution. To best meet the mobile user’s current and continuously changing context, location-aware capabilities represent an important issues to be addressed. Hence the second part of this thesis consider Location-Awareness and Location Based Service(LBS). The work was performed in the framework of an another IST Project, named Simple Mobile Services (SMS). SMS services will target specific locations visited by specific classes of mobile user with specific needs. In this perspective my research activity was devoted to define, project and implement a Localization and Navigation architecture that, in many ways, enable the simple creation and development of new context-sensitive services or supply existing applications with location awareness. The driving idea was to develop simple to use interfaces leveraging the developers and the users the complexities related to the acquisition of a position information as well as hiding the particulars of the positioning technologies employed. Moreover the overall architecture is conceived to support situations in which determining the exact position of a mobile terminal is not a strict requirement, but it is enough to identify the terminal position within a radius or inside an area (e.g., rooms indoor, or zones outdoor). The software architecture also makes a combined use of indoor and outdoor location-sensing technologies being able to solve localization problems independently from the environment and the location technology in use. It also realizes a transparent and automatic switch mechanism from indoor to outdoor (and vice versa) situations without breaking the continuity of the service usage. To prove the feasibility of the entire architecture a prototypical implementation has been developed using J2ME CLDC on Java enabled phones. Both the indoor and outdoor implemented navigation applications provide the same interfaces, thanks to the general purpose definition of the same position information container used for both of them. The definition and implementation process of this object, named Position object, is here presented.

La Context-awareness, è un insieme di features tecniche che permette di offrire una vasta gamma di servizi dove le informazioni “seguono” gli utenti. Tali servizi promettono di fornire le informazioni di cui l’utente necessita nel momento giusto, al posto giusto e nel modo più semplice, veloce e opportuno. La prima parte della mia attività di ricerca si è focalizzata su un sottoinsieme di aspetti associati alla Context Awareness. Il lavoro si colloca in un progetto di ricerca finanziato dalla Comunità Europea: il progetto SIMPLICITY. Simplicity propone una generalizzazione del concetto di “portabilità”, permettendo agli utenti di muoversi senza vincoli tra differenti applicazioni distribuite e diversi servizi, utilizzando tecnologie di rete ed apparecchiature eterogenee. A partire da questi obiettivi la mia ricerca si è concentrata proprio sul Profilo d’utente prendendo come punto di partenza il Generic User Profile proposto dal 3GPP(GUP). Il mio lavoro si è focalizzato su un ripensamento dell’ architettura proposta dal 3GPP e la struttura che alla fine ne deriva ricopre ed estende tale modello. La ricerca si è successivamente spostata sul contenuto del profilo utente e quindi sui dati che tale profilo doveva contenere. Nella tesi è presentato anche il concetto di Simplicity Device(SD), un dispositivo portatile, che permette agli utenti di “portare” da un terminale ad un altro la propria identità digitale, i propri dati personali e le proprie preferenze. L’utilizzo congiunto di un profilo d'utente personale e di un dispositivo hardware (SD), permette di ottenere una configurazione automatica, trasparente, e personalizzata, di terminali, dispositivi, e servizi. Nei sistemi in cui “le informazioni devono seguire gli utenti”, ecco che ci si trova a parlare di localizzazione, ossia di individuazione della posizione dell’utente in movimento. In tale prospettiva, nella seconda parte di questa tesi, il problema della localizzazione e i cosiddetti “Location Based Services” (LBS) hanno rivestito notevole interesse. Anche in questo caso l’attività si inquadra in un altro progetto di ricerca Europeo: il progetto SMS (Simple Mobile Services). In particolare i servizi SMS promettono di fornire all’utente mobile non servizi e informazioni generiche ma contestualizzate e quindi basate, tra l’altro, sulla posizione e area geografica in cui si trova nel momento in cui richiede le informazioni e i servizi stessi. Nella tesi è descritto lo studio ed implementazione di un’architettura di supporto per servizi Location Based nuovi o già esistenti. Essa è strutturata su più livelli e le interfacce realizzate consentono l’accesso semplice alle funzionalità dei livelli sottostanti. In particolare esse sono state progettate come strumenti che sollevino gli sviluppatori dai problemi relativi all’acquisizione del dato di posizione e che allo stesso tempo nascondano i dettagli delle tecniche che permettono la localizzazione stessa. Il sistema è slegato dalla particolare tecnologia di localizzazione utilizzata e ingloba in sé più tecnologie di localizzazione essendo in grado di scegliere quale utilizzare a seconda del contesto. Parallelamente l’architettura è stata pensata in modo tale da poter essere utilizzata anche in situazioni in cui non è possibile determinare la posizione corrente di un utente. L’architettura e le location API implementate, costituiscono un sistema per lo sviluppo di applicazioni Location Based per scenari sia Indoor che Outdoor. La soluzione proposta è altresì in grado di gestire in modo trasparente e senza interrompere la continuità del servizio la transizione tra spazi Indoor e Outdoor. Nella tesi sono descritti e analizzati i dettagli implementativi di ogni livello dell’architettura. Sono stati realizzati due moduli software che forniscono servizi di navigazione e localizzazione sia in spazi aperti che chiusi. I due Navigatori realizzati offrono le stesse interfacce grazie a un contenitore generico dell’informazione di posizione che entrambe utilizzano. I dettagli della definizione, implementazione e originale utilizzo di tale fondamentale oggetto, chiamato “Position object” sono altresì oggetto di questa trattazione.