Sistema de localização zigbee (Em desenvolvimento)

1. Sistema de localização zigbee(Em desenvolvimento) Ricardo Silva 19-11-2012

2. O quefaz o sistema de localização? • Tenta localizar uma tag (mote móvel) dentro de um edifício, simbolicamente (sala / divisão onde se encontra no momento) e consoante os dados disponíveis também de forma relativa a um referencial 2D (X,Y).

3. Como funciona? PC (OfflineLocalization) PC (WsnToDB ou SerialForwarder) Sync Âncora Âncora ColRssiMsg Nó móvel Nó móvel

4. Desafios? • RSSF: • Nº de âncoras mínimo para garantir precisão de localização e minimizar perdas de dados; • Quantidade de dados a enviar ao sync; • Largura de banda disponível face ao grande número de nós; • Passar de uma arquitectura em árvore CTP para uma floresta. • WsnToDB: • Sincronismo da porta de série. • OfflineLocalization: • Resistência a falhas de comunicação TCP/IP com o servidor PlugSense; • Quantidade de dados a enviar ao servidor PlugSense.

5. Implementação (RSSF) • Num edifício é montada uma rede de sensores sem fios (rssf) com nós Zigbee (programada em TinyOS2.1.x) com posicionamento num referencial 2D pré-determinado. A estes nós denominamos de âncoras. • Os dados de identificação de cada uma das âncoras, seu posicionamento relativo, ganho das antenas montadas, rssi medido a uma distância de referencia, a distância de referencia (normalmente 1 m) são guardados numa base de dados de suporte ao sistema de localização. Para todas as tags (nós móveis) são guardados idênticos exceptuando a sua posição. • A troca de mensagem dentro da rssf é feita usando o protocolo CTP (CollectionTreeProtocol).

6. Implementação (RSSF, continuação…) • As âncoras fazem o broadcast periódico (de 1 em 1s) de uma mensagem (AnToBn). Escutam essas mensagens, medindo a sua intensidade de sinal, guardando a sua média por remetente em períodos de 10s ao fim dos quais reportam essas medições à raiz da árvore CTP. • As tags escutam as mensagens AnToBn, medem a intensidade de sinal e reportam à raiz da árvore CTP de 1 em 1s. • As mensagens reportadas à raiz com os dados medidos são do tipo ColRssiMsg.

7. Implementação (PC, WsnToDB) • Conjunto de classes java designado WsnToDBque implementam um MessageListener que fica à escuta, descodifica (parsing) e insere na base de dados de suporte mensagens (ColRssiMsg) provenientes da rssf.

8. Implementação(PC, OfflineLocalization) • Conjunto de classe java designado OfflineLocalization que com base nos dados presentes na base de dados de suporte, tenta localizar de forma simbólica e relativa 2D os nós móveis. Os dados de localização são comunicados ao servidor PlugSense via webservice SOAP (HTTP + XML) que os armazena na sua base de dados.

9. Testbeds • No decorrer do desenvolvimento, para testar e validar cada um dos módulosforam montadas nesse âmbito duas testbeds. • Continuando a estudar abordagens aos desafios colocados e a avaliar parâmetros como: • O número mínimo de âncoras necessárias à localização das motes móveis. • O melhor posicionamento/distribuição numa sala. • Processamento do sinal rssi, algoritmos de filtragem e de localização.

10. Testbed 1 7,32m • Composta por 3 divisões. • 8 âncoras. • 210 m2. 11,94m 6,86m 8,95m 10,06m

11. Testbed 2 20,86m 12,3m • 18 âncoras. • 3 nós móveis. • 6 divisões.

12. Exemplo(s) de utilização.