| Title: | OCENJEVANJE KOTA PRIHODA SIGNALA Z UPORABO NEUSMERJENIH ANTEN IN MERJENJA MOČI SIGNALA |
|---|
| Authors: | ID Malajner, Marko (Author) ID Gleich, Dušan (Mentor) More about this mentor...  |
| Files: | DR_Malajner_Marko_2013.pdf (26,14 MB) MD5: 4425D38D48EA638D1156EE577941033D PID: 20.500.12556/dkum/e51ccfd1-9a4f-45a4-843e-c289508d105f
|
|---|
| Language: | Slovenian |
|---|
| Work type: | Dissertation |
|---|
| Typology: | 2.08 - Doctoral Dissertation |
|---|
| Organization: | FERI - Faculty of Electrical Engineering and Computer Science
|
|---|
| Abstract: | V disertaciji se ukvarjamo s problemom ugotavljanja pozicije senzorjev, ki so povezani v
brezžična senzorska omrežja (BSO). Pri izbiri koncepta ugotavljanja pozicije smo upoštevali
glavni cenilki teh omrežij in v njih povezanih senzorjev, to je (i) minimizacija potrošnje energije
in (ii) minimizacija cene senzorja. Tema cenilkama najbolje zadostimo, če uporabljamo
vire, ki so na voljo v topologiji brezžičnega senzorskega omrežja in v delovanju radijskega
dela senzorjev. Na tej osnovi deluje mnogo metod določanja pozicije senzorjev. Izmed njih
smo se v tezi omejili na metodo, ki temelji na merjenju kota prihoda RF signala (AoA). Kot
merimo s posebnimi, vrtečimi se vozlišči v omrežju, v katerih kot ocenimo s pomočjo merjenja
moči sprejetega RF signala iz ostalih senzorjev omrežja v njegovi okolici. Sprejeto moč
signala (RSSI) merijo vsi radijski moduli senzorjev, ki komunicirajo skladno s standardom
IEEE 802.15.4.
Možnost merjenja AoA smo omejili na referenčne enote (svetilnike), ki poznajo svojo
pozicijo in so tudi iz vidika strojne opreme kompleksnejše. V BSO imajo lahko referenčne
enote tudi nalogo usmerjati promet in zbiranje podatkov iz ostalih senzorskih enot. Ostale
“iskane” enote so navadne enote brez posebnosti.
Za eksperimentalno potrditev raziskav, na katerih temelji ta disertacija smo razvili novo
strojno in programsko opremo za ocenjevanje AoA. Programska oprema temelji na algoritmih,
ki jih v disertaciji predlagamo kot originalni prispevek disertacije. Algoritmi izkoriščajo
posebnosti dipolnih anten: (i) sevalna karakteristika magnetnega polja (H) je izotropna,
(ii) sevalna karakteristika električnega polja (E) pa je anizotropna v zelo ozkem področju.
Ta usih sprejetega RF signala iz senzorja, katerega pozicijo iščemo, smo izkoristili za
ugotavljanje smeri, v kateri se ta nahaja.
Ta, rečemo lahko v primerjavi z ostalimi AoA tehnikami, ki temeljijo na iskanju maksimuma
usmerjenega polja, nekonvencionalna metoda, omogoča natančnejšo izmero kota, uporablja
standardne (mikrostrip) dipolne antene tako v svetilnikih kot ostalih senzorjih ter uporablja
preprostejšo dodatno strojno opremo in preprostejše algoritme. Ker se uporablja dipolna
antena, je lahko svetilnik tudi usmerjevalnik podatkov v omrežju.
V eksperimentih smo se omejili na optično vidno linijo (LOS) med svetilnikom in senzorji.
Vsaka ovira, ki zastira vidno linijo povzroči neželene odmeve radijskega signala in s tem
oteženo oceno AoA. Omejili smo se tudi na stacionarna senzorska omrežja. Vozlišča ne
spreminjajo lege med ocenjevanjem AoA.
Za eksperimentalno potrditev teze smo razvili in izdelali tri merilne sisteme: (i) sistem
s svetilnikom s štirimi dipolnimi (mikrostrip) antenami nameščenimi na rotirajoči plošči
(ii) sistem s svetilnikom z eno rotirajočo dipolno (mikrostrip) anteno in (iii) sistem s svetilnikom
z dvanajstimi (mikrostrip) dipolnimi antenami razporejenimi na obodu mirujoče okrogle
plošče. Za vsak sistem smo s programsko opremo prilagodili algoritem ugotavljanja smeri
posebnostim strojne opreme. Vsi sistemi so potrdili našo tezo. Dobljeni eksperimentalni
rezultati se seveda medsebojno razlikujejo v točnosti ocene AoA. |
|---|
| Keywords: | brezžična senzorska omrežja, RSSI, kot prihoda RF signala, neusmerjena antena |
|---|
| Place of publishing: | Maribor |
|---|
| Publisher: | [M. Malajner] |
|---|
| Year of publishing: | 2013 |
|---|
| PID: | 20.500.12556/DKUM-40312  |
|---|
| UDC: | 004.5:004.8/.9(043.3) |
|---|
| COBISS.SI-ID: | 16877334  |
|---|
| NUK URN: | URN:SI:UM:DK:TZEVF5LF |
|---|
| Publication date in DKUM: | 10.05.2013 |
|---|
| Views: | 2554 |
|---|
| Downloads: | 339 |
|---|
| Metadata: |  |
|---|
| Categories: | KTFMB - FERI
|
|---|
|
:
|
Copy citation |
|---|
| | | | Average score: | (0 votes) |
|---|
| Your score: | Voting is allowed only for logged in users. |
|---|
| Share: |  |
|---|
Hover the mouse pointer over a document title to show the abstract or click
on the title to get all document metadata. |