Sistema de localização zigbee
(Em desenvolvimento)
Ricardo Silva
19-11-2012
Análise de Sistemas e Gestão de Projectos
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O que faz o sistema de localização?
n
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?
PC (OfflineLocalization)
PC (WsnToDB ou SerialForwarder)
Sync
Âncora
Âncora
ColRssiMsg
Nó móvel
Nó móvel
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Desafios?
n
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.
n
WsnToDB:
• Sincronismo da porta de série.
n
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)
n
n
n
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…)
n
n
n
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)
n
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)
n
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
n
n
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
7,32m
n
Composta por 3 divisões.
n
8 âncoras.
n
210 m2.
11,94m
6,86m
8,95m
10,06m
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10
Testbed 2
20,86m
12,3m
• 18 âncoras.
• 3 nós móveis.
• 6 divisões.
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Exemplo(s) de utilização.
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