Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Krystian Koper

System lokalizacji wewnątrzbudynkowej w oparciu o sieć bezprzewodowych znaczników radiowych


Indoor localization system based on the network of wireless beacons


Opiekun pracy dyplomowej: dr inż. Piotr Skulimowski
Dodatkowy opiekun pracy dyplomowej: dr inż. Paweł Poryzała

Praca dyplomowa magisterska obroniona 2014-10-16
Streszczenie pracy dyplomowej:
Celem pracy było opracowanie systemu lokalizacji wewnątrz budynkowej działającej w oparciu o sieć bezprzewodowych znaczników radiowych. W pracy wykorzystane zostały znaczniki zbudowane w oparciu o mikrokontrolery z rdzeniem MSP430 ze zintegrowanym, radiowym układem nadawczo-odbiorczym CC1101 produkowane przez firmę Texas Instruments. Lokalizacja mobilnego węzła sieci określana jest w oparciu o moc sygnałów odebranych od węzłów stacjonarnych. W pracy zbudowano sieć bezprzewodowych znaczników radiowych oraz zaimplementowano oprogramowanie sterujące pracą dziesięciu stacjonarnych nadajników sieci oraz pojedynczego, mobilnego odbiornika. Istotnym narzędziem zaprojektowanym i rozwijanym podczas powstawania niniejszej pracy był program komputerowy, który umożliwił półautomatyczne zbieranie oraz wygodne magazynowanie danych pomiarowych podczas prowadzonych przez Autora badań. Zaimplementowano w nim również algorytm trilateracji odległości nadajnik-odbiornik obliczonych na podstawie mocy sygnałów odbieranych od węzłów stacjonarnych. Wykonano testy działania systemu oraz dokładności obliczeń odległości nadajnik-odbiornik i wyznaczania pozycji odbiornika w warunkach rzeczywistych, w części korytarza znajdującego się na drugim piętrze Instytutu Elektroniki PŁ. Przeprowadzone badania dowodzą, iż możliwe jest wyznaczanie pozycji mobilnego węzła sieci w oparciu o moc sygnałów odebranych od stacjonarnych nadajników. Dokładność, z jaką określona może być pozycja odbiornika, ograniczona jest przez szereg czynników. Definiując dodatkowe reguły (np. dotyczące maksymalnej prędkości przemieszczania się odbiornika) lub integrując system lokalizacji z cyfrowym planem budynku może być ona wystarczająca do wielu praktycznych zastosowań, takich jak systemy wspomagania osób niewidomych.
Abstract:
The aim of the thesis was to develop an indoor localization system based on the network of wireless beacons. Wireless beacons were developed on the MSP430 microcontroller platforms with integrated CC1101 radio transceivers manufactured by Texas Instruments. Location of the mobile receiver is calculated on the basis of the RSSIs (Received Signal Strength Indicators) of the signal received from the fixed transmitters. The network of wireless beacons was built by the Author. Firmware controlling the ten stationary transmitters used in the research and a single mobile receiver was implemented. Computer program which enabled semi-automatic measurements and convenient data storage was also designed and developed by the Author. Trilateration algorithm, that calculated the position of the mobile receiver based on the transmitter-receiver distances estimated with RSSIs, was implemented in the same software application. Real world tests of the implemented system and its’ accuracy as far as the transmitter-receiver distance estimation and receiver localization were carried out in the corridors of the 2nd floor of the Institute of Electronics, Lodz University of Technology. It proved that it is possible to determine the position of the mobile receiver based on the measurements of the received signal strength indicators form the network of fixed radio beacons. The overall accuracy of the system is limited by a number of factors, but applying additional rules (for e.g. regarding the maximum speed of the receiver) or after integration with digital plans of the building it may be sufficient for many practical applications such as blind and visually impaired assistive technologies.