Tematyka związana z lokalizacją ludzi i przedmiotów jest obecnie bardzo intensywnie rozwijającą się gałęzią nowoczesnych technologii. Oprócz metod stosowanych do określania położenia wykorzystujących sygnał GPS i pozwalających na wyznaczanie lokalizacji na zewnątrz budynków, tworzone są nowe rozwiązania umożliwiające nawigację ludzi wewnątrz pomieszczeń.

Celem pracy dyplomowej jest projekt i realizacja systemu wspomagającego lokalizację ludzi w budynkach bez konieczności wykorzystywania sygnału GPS, którego zasięg jest ograniczony w pomieszczeniach zamkniętych. Składa się on z trzech podstawowych komponentów: elektronicznych nadajników pracujących analogicznie do systemów wykorzystujących tzw. radiolatarnie, aplikacji mobilnej zainstalowanej na telefonie użytkownika, pozwalającej na wyznaczanie kierunku, w którym znajduje się poszukiwana lokalizacja lub obiekt oraz programu komputerowego wykorzystywanego do zaprojektowania rozmieszczenia zestawu nadajników na obszarze budynku.

Zadaniem systemu jest umożliwienie użytkownikowi łatwego wyszukania interesującej go lokalizacji wewnątrz budynku, wyznaczenie optymalnej drogi do miejsca docelowego. Ze względu na ogromną popularność urządzeń typu smartfon, interfejs użytkownika stanowi aplikacja mobilna. Program może być instalowany na urządzenia posiadające możliwość komunikacji Bluetooth oraz komunikację z Internetem.

Nadajnik Bluetooth wykorzystywany jest do wspomagania lokalizacji wewnątrz budynku poprzez skanowanie aktualnie dostępnych nadajników znajdujących się w obrębie pozycji użytkownika. Aplikacja mobilna umożliwia użytkownikowi podgląd planów budynku po którym się porusza, oraz położenia węzłów Bluetooth znajdujących się w ich najbliższej odległości. W związku z tym aplikacja posiada wbudowany mechanizm transmisji danych za pomocą komunikacji typu klient-serwer z programem komputerowym w celu pobrania ustawień pozwalających na korzystanie z funkcjonalności aplikacji w danym budynku.

Podstawowym elementem systemu umożliwiającym lokalizacją jest nadajnik Bluetooth. Celem było zrealizowanie urządzenia tak by umożliwiało ono instalowanie go w istniejących już budynkach, bez konieczności dodawania dodatkowej infrastruktury kablowej. W tym celu węzeł Bluetooth ma postać zasilacza, bezpośrednio podłączanego do gniazda sieciowego z wbudowanym nadajnikiem sygnału. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość instalowania nadajnika w każdym pomieszczeniu, w którym znajduje się gniazdko sieciowe.

Precyzja działania systemu wspomagającego lokalizację zależy od prawidłowego rozmieszczenia nadajników, tak by zasięgiem swojego sygnału obejmowały obszary pomieszczeń docelowych, oraz węzły komunikacyjne (korytarze, schody) wokół nich, tak aby terminal mobilny znajdujący się w pobliżu nadajników wykrył sygnał nadajnika, oraz przetworzył go na aktualną lokalizację. W tym celu zrealizowano aplikację komputerową umożliwiającą modelowanie rozmieszczenia nadajników w budynku. Program pozwala na wczytanie mapy budynków, naniesienia na nie nadajników tak by swoim zasięgiem precyzyjnie objęły obszar, którego lokalizację wskazują. Aplikacja umożliwia ustawienie unikalnych identyfikatorów dla nadajników zarówno bezpośrednio do węzłów, jak i rozmieszczenie ich na mapie budynku. Następnie możliwe jest przetestowanie poprawności rozmieszczenia nadajników poprzez przeprowadzenie symulacji typu Multi-Wall. Program komputerowy umożliwia komunikację klient-serwer pomiędzy urządzeniem mobilnym w celu wysłania ustawień lokalizacji nadajników dla danego budynku. Ponadto wykorzystując komunikację RS-232 możliwe jest nadanie unikalnego identyfikatora węzła Bluetooth.

System funkcjonuje zgodnie z następującym scenariuszem:

1. Nadajniki Bluetooth wysyłają sygnał rozgłoszeniowy definiujący ich unikalny identyfikator.
2. Aplikacja mobilna podczas trybu skanowania otoczenia wyszukuje aktualnie dostępne węzły nadawcze, rejestrując ich unikalne numery identyfikacyjne wraz, oraz moc sygnału odebranego RSSI.
3. Aplikacja przedstawia użytkownikowi identyfikator węzła nadawczego w postaci strefy na planie pomieszczenia do której został on przypisany.

 Rysunek 1: Graficzny schemat blokowy radiowego systemu wspomagania lokalizacji wewnątrz budynku.

Rysunek 2: Wizualizacja funkcji umożliwiającej doprowadzenie użytkownika do lokalizacji docelowej za pomocą urządzenia mobilnego.