Sistema de localização e identificação por ultra-sons para museus

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesO presente trabalho insere-se na área de ultra-sons e tem por objectivo o estudo e desenvolvimento de um protótipo que servirá de base para um sistema de identificação e localização para museus. Ao longo deste trabalho, são estudadas e analisadas diversas modulações e diversos algoritmos tendo em vista a optimização e simplicidade do sistema. De modo a testar e avaliar o sistema proposto foram realizadas simulações computacionais e testes de campo recorrendo a ferramentas de processamento de sinal. Um dos principais objectivos deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de baixo custo, e da sua aplicabilidade numa área que não se encontra explorada, nomeadamente sistemas de identificação interna para museus. Outra das motivações prende-se com o facto de o sistema poder ser adicionado a guias turísticos em desenvolvimento ou já existentes. Assim este trabalho focaliza-se no estudo do sistema pretendido, no projecto e na realização dos respectivos testes de campo. O seu desenvolvimento foi possível com o recurso a um DSP e vários outros elementos, como microcontroladores e transdutores de ultra-sons, entre outros. ABSTRACT: The present work is integrated in the area of ultrasound technology and intends to study and develop a prototype that will be used as a base for an identification and location system for museums. Through this work, various algorithms and modulations were analyzed, with the purpose to optimize and make the system simple. To reach our goal and in order to evaluate the system several simulations and field tests were carried out. The main motivation for this work was the possibility of developing a low cost system and its use in a field that is not very well explored, in this case indoor identification systems for museums. Therefore this work focalizes in the study of the proposed system, its development and analysis of the field tests. Its development was possible due the use of a DSP and other elements such as microcontrollers, ultrasounds senders and receivers among other hardware components

Systèmes de localisation en temps réel basés sur les réseaux de communication sans fil

Des techniques fiables de radiolocalisation s’avèrent indispensables au développement d’un grand nombre de nouveaux systèmes pertinents. Les techniques de localisation basées sur les réseaux de communication sans-fil (WNs) sont particulièrement adéquates aux espaces confinés et fortement urbanisés. Le présent projet de recherche s’intéresse aux systèmes de localisation en temps réel (RTLS) basés sur les technologies de communication sans-fil existantes. Deux nouvelles techniques de radiolocalisation alternatives sont proposées pour améliorer la précision de positionnement des nœuds sans-fil mobiles par rapport aux méthodes conventionnelles basées sur la puissance des signaux reçus (RSS). La première méthode de type géométrique propose une nouvelle métrique de compensation entre les puissances de signaux reçus par rapport à des paires de stations réceptrices fixes. L’avantage de cette technique est de réduire l’effet des variations du milieu de propagation et des puissances d’émission des signaux sur la précision de localisation. La même métrique est sélectionnée pour former les signatures utilisées pour créer la carte radio de l’environnement de localisation durant la phase hors-ligne dans la deuxième méthode de type analyse de situation. Durant la phase de localisation en temps réel, la technique d’acquisition comprimée (CS) est appliquée pour retrouver les positions des nœuds mobiles à partir d’un nombre réduit d’échantillons de signaux reçus en les comparant à la carte radio préétablie. Le calcul d’algèbre multilinéaire proposé dans ce travail permet l’utilisation de ce type de métrique ternaire, équivalemment la différence des temps d’arrivée (TDOA), pour calculer les positions des cibles selon la technique de CS. Les deux méthodes sont ensuite validées par des simulations et des expérimentations effectuées dans des environnements à deux et à trois dimensions. Les expériences ont été menées dans un bâtiment multi-étages (MFB) en utilisant l’infrastructure sans-fil existante pour retrouver conjointement la position et l’étage des cibles en utilisant les techniques proposées. Un exemple emblématique de l’application des RTLS dans les zones urbaines est celui des systèmes de transport intelligents (ITS) pour améliorer la sécurité routière. Ce projet s’intéresse également à la performance d’une application de sécurité des piétons au niveau des intersections routières. L’accomplissement d’un tel système repose sur l’échange fiable, sous des contraintes temporelles sévères, des données de positionnement géographique entre nœuds mobiles pour se tenir mutuellement informés de leurs présences et positions afin de prévenir les risques de collision. Ce projet mène une étude comparative entre deux architectures d’un système ITS permettant la communication entre piétons et véhicules, directement et via une unité de l’infrastructure, conformément aux standards de communication dans les réseaux ad hoc véhiculaires (VANETs)