Sistema de medida de distancia en interiores basado en comunicaciones no guiadas por luz visible y ultrasonido
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Fecha: julio 2016
Autor: Rafael Rodríguez Hernández
Tutores: José Alberto Rabadán Borges y Víctor Guerra Yánez
Resumen del TFM:
La medición de la distancia entre dos puntos es un reto o problema para muchos sistemas de localización en interiores de hoy en día, ya que otros sistemas hacen uso de esta medida para ofrecer servicios basados en la localización.
Además, debido a ciertas restricciones especiales, la medición de la distancia en interiores requiere mayor precisión en las medidas. Durante los últimos años, muchos y diferentes métodos inalámbricos se han sugerido, por ejemplo los basados en Wi-Fi, en redes de sensores inalámbricas, Bluetooth, sensores Cricket, etc. Todos estos sistemas intentan medir la potencia de la señal recibida, los ángulos o las distancias para localizar personas o cosas.
Estas técnicas, con sus algoritmos específicos, obtienen la distancia utilizando parámetros de la señal recibida. Sin embargo, estos sistemas de medición de distancia tienen la dificultad en la adquisición de distancias precisas debido al problema del desvanecimiento por trayectos múltiples.
Las comunicaciones por luz visible, VLC (Visible Light Communications ) toman las ventajas de la alta velocidad de conmutación de la intensidad de la luz que proporciona un LED para utilizar la luz de las lámparas no sólo para iluminación, sino también como un canal de transmisión. El VLC tiene un conjunto de características: bajo costo, alta velocidad propagación de la señal, no existe interferencia electromagnética, que solucionan una serie de problemas de la Radio Frecuencia (RF); tales como la saturación del espectro o el de las propias interferencias. Debido a las ventajas de la utilización de VLC, se tiene un creciente interés en la investigación de estos sistemas. En el caso de la medición de la distancia en interiores, algunos sistemas ópticos inalámbricos ofrecen una alternativa. Los sistemas que usan VLC han conseguido una precisión en la medición de la distancia de aproximadamente centímetros.
En este trabajo se diseñará e implementará una nueva técnica de estimación de la distancia. Esta técnica se basa en el sistema de localización Cricket al que se le intercambiará el subsistema de Radiofrecuencia (RF) por un enlace inalámbrico por luz visible. Además, el sistema propuesto permite calcular la distancia tanto desde el sistema móvil como del sistema de referencia.
Indoor measurement distance is a challenging problem for many indoor localization system nowadays, as they try to make use of location information to offer contextual services. Furthermore, because of special restrictions, indoor distance measurement requires higher precision measures. For the last years, many different wireless methods based on WiFi, wireless sensor networks, Bluetooth, Cricket sensors have been suggested. All these systems measure received signal strength, angles or distances to locate things or person.
These techniques with specific algorithms generate the distance using the received signal parameters. However, these distance measurement systems either need additional element network infrastructure or have difficulties in acquiring accurate distances because of multipath fading problem.
VLC (Visible Light Communications) take advantages of the relative high switching speed of LEDs to use the light from Lamps not only for lighting but also as a transmission channel.VLC has a set of communication characteristics: low cost, high speed propagation signal, no electromagnetic interference, which solves a number of Radio Frequency (RF) technological problems such as spectrum saturation or system interferences. Due to advantages of using VLC, there has been a growing interest in research VLC systems. In the case of indoor distance measurement, some wireless optical systems offer an alternative. Some Visible Light Communications systems have been designed with achieving accuracies of about centimeters.
In this project We will design and implement a new technique for estimating the distance. This technique is based on the Cricket location system. We will change subsystem Radio Frequency (RF ) wireless link for visible light. In addition, the proposed system calculates the distance from both the mobile system as the reference system .