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Análise de Sistemas e Gestão de Projectos 1
Sistema de localização zigbee(Em desenvolvimento)
19-11-2012
Ricardo Silva
Análise de Sistemas e Gestão de Projectos 2
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.