Localización y posicionamiento en interiores mediante el uso de sensores Cricket
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Fecha: julio 2014
Autor: Eleazar Caballero Sánchez
Tutor: Dr. Rafael Pérez Jiménez
Resumen del TFM:
Hoy día, los sistemas de localización se utilizan diariamente en aplicaciones que, con el desarrollo y crecimiento de la tecnología, se han vuelto habituales. Sin embargo, muchos de estos servicios se deben a la cobertura del dispositivo. Lo que implica que en lugares donde no se alcancen las prestaciones necesarias, el servicio no estará disponible, ya sea en interiores o exteriores. Este es el motivo por el que al mismo tiempo se han ido desarrollando métodos de localización en interiores, encontrándose entre ellos: sistemas RFID, basados en etiquetas de radiofrecuencia donde se localiza al usuario por triangulación o cercanía al receptor o sistemas Bluetooth, WiFi o ZigBee, donde el usuario es localizado por trilateración de los receptores, empleando en cada caso tecnología de transmisión diferentes.
En junio de 2005 el Instituto Tecnológico de Massachusetts publica la tesis con nombre The Cricket Indoor Location System, la cual describe la formulación matemática y metodología a llevar a cabo para la implementación de un nuevo método de localización para espacios interiores, los sensores de posicionamiento Cricket. Esta nueva tecnología de localización utiliza una combinación de señales de radiofrecuencia y ultrasonidos para proporcionar la posición del dispositivo emisor. En primer lugar se emite un beacon de radiofrecuencia que alerta a los receptores de que seguidamente recibirán una señal de ultrasonidos, para, de esta forma, estimar la distancia a la que se encuentra el emisor, con la ventaja que supone utilizar dos velocidades de propagación diferentes: la velocidad de la luz, mediante radiofrecuencia y la del sonido, mediante ultrasonidos. A partir de aquí, el receptor puede arrancar un algoritmo que relacione ambas señales recibidas, dando la mejor correlación posible. Esto posibilita un algoritmo de localización capaz de funcionar incluso con otros mensajes beacons enviados en ese mismo tiempo, haciendo que los Crickets consigan una gran precisión y fiabilidad. Los sensores Crickets utilizan beacons activos y receptores pasivos, lo que redunda en dos beneficios importantes. El primero es que el sistema sea escalable ante un incremento en el número de dispositivos y el segundo que la arquitectura es descentralizada, lo que permite que se trate de un sistema fácil de desarrollar.
En base a esto, el objetivo de este trabajo fin de máster es la implementación de un sistema mediante la programación de un PIC y la verificación del sistema mediante las correspondientes pruebas de laboratorio.
Tracking and location systems have become common in our lives. However, many of these services are strong dependent to the coverage of the used device, which means that indoor locations or even remote outdoor locations do not have access to such services. Some indoor location systems have been developed to solve this issue. For example, Radio frequency tags or trilateration systems supported on Bluetooth, WiFi or ZigBee technology are used for indoors location.
In June 2005, the Massachusetts Institute of Technology published the PhD thesis called "The Cricket Indoor Location System", which describes the mathematical formulation and methodology for carrying out the implementation of a new indoor location method, the Cricket sensors. This new location technology uses a combination of radio frequency and ultrasonic signals to provide the location of the sender device leveraging that radio signals propagation speed is faster than the ultrasonic signal. First, a radio beacon alerts the receiver devices which run up a timer until receiving the ultrasound signal. By knowing the delivery time and the signals propagation speed, the receiver can run up an algorithm to provide the best possible correlation of the position of the sender device.
Based on this, the objective of this master's work is the implementation of a Cricket based system by programming a PIC microcontroller and its verification through appropriate laboratory tests.