Análise de Sistemas e Gestão de Projectos 1

Sistema de localização zigbee(Em desenvolvimento)

19-11-2012

Ricardo Silva

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O que faz 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).

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Como funciona?

ColRssiMsg

Nó móvel

Âncora Sync

PC (WsnToDB ou SerialForwarder)

Nó móvel

Âncora

PC (OfflineLocalization)

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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.

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Implementação (RSSF)

Num edifício é montada uma rede de sensores sem fios (rssf) com nós Zigbee (programada em TinyOS 2.1.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 (Collection Tree Protocol).

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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.

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Implementação (PC, WsnToDB)

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

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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.

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Testbeds

No decorrer do desenvolvimento, para testar e validar cada um dos módulos foram 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.

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Testbed 1

Composta por 3 divisões.

8 âncoras.

210 m2.

7,32m

11,94m

8,95m

6,86m

10,06m

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Testbed 2

• 18 âncoras.

• 3 nós móveis.

• 6 divisões.

20,86m

12,3m

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Exemplo(s) de utilização.