Μοντελοποίηση Συστημάτων Εντοπισμού Θέσης Εσωτερικού Χώρου Με Χρήση "δαχτυλικών Αποτυπωμάτων"

Abstract

Ο ακριβής εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους αποτελεί τα τελευταία χρόνια έναν δημοφιλήκαι εξελισσόμενο κλάδο των ασύρματων τηλεπικοινωνιών, με μεγάλη ποικιλία εφαρμογών στουςτομείς της βιομηχανίας, της υγείας, της ασφάλειας, αλλά και σε πολλούς άλλους τομείς τηςκαθημερινής ανθρώπινης δραστηριότητας. Η περιορισμένη έκταση των εσωτερικών χώρων, αλλά καιοι ιδιαιτέρως απρόβλεπτες και δυσμενείς συνθήκες διάδοσης των σημάτων σε αυτούς, οι οποίεςκαθιστούν γνωστά συστήματα εντοπισμού θέσης εξωτερικών χώρων ανεπαρκή για εντοπισμό σεεσωτερικούς χώρους, αποτελούν πρόκληση για τους σχεδιαστές. Έχει προταθεί ένας μεγάλος αριθμόςσυστημάτων εντοπισμού θέσης εσωτερικών χώρου, καθώς και ένα μεγάλο εύρος τεχνολογιών καιμεθόδων εντοπισμού που αφορούν αυτά.Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στις μεθόδους που βασίζονται στη συλλογή "δαχτυλικώναποτυπωμάτων". Η τεχνική αυτή, η οποία βασίζεται στη συλλογή πληροφοριών για τον εσωτερικόχώρο μέσω πολλαπλών μετρήσεων σε διάφορα σημεία του, δίνει ουσιαστικές λύσεις στο πρόβλημα τουεντοπισμού εσωτερικού χώρου, ιδιαιτέρως αν εφαρμοστεί μέσω ενός ασύρματου τοπικού δικτύου.Στην διπλωματική εργασία χρησιμοποιείται ένα μαθηματικό μοντέλο, μέσω του οποίου μελετάταιδιεξοδικά η λειτουργία ενός απλοποιημένου συστήματος εντοπισμού θέσης εσωτερικού χώρου, τοοποίο χρησιμοποιεί τεχνική "δαχτυλικών αποτυπωμάτων" και υποδομή ασύρματου τοπικού δικτύουπροτύπου IEEE 802.11b. Χρησιμοποιώντας το μαθηματικό μοντέλο και πραγματοποιώνταςκατάλληλες προσομοιώσεις, προκύπτουν ενδιαφέροντα συμπεράσματα σχετικά με τους παράγοντεςπου επηρεάζουν την αξιοπιστία του συστήματος, ενώ παράλληλα προτείνονται τρόποι βελτίωσης τηςαξιοπιστίας του συστήματος, αλλά και τρόποι βελτίωσης του μαθηματικού μοντέλου.Πιο αναλυτικά, στο πρώτο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιείται μίαβιβλιογραφική επισκόπηση γνωστών μεθόδων και συστημάτων εντοπισμού θέσης σε εσωτερικούςχώρους, ενώ δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στο σύστημα RADAR, το οποίο παρουσιάζεται αναλυτικά στοδεύτερο κεφάλαιο. Το τρίτο κεφάλαιο ασχολείται με το θέμα της μοντελοποίησης του καναλιού στουςεσωτερικούς χώρους, το οποίο βοηθά στην κατανόηση και την αξιολόγηση των παραδοχών τουμαθηματικού μοντέλου, το οποίο περιγράφεται αναλυτικά στο τέταρτο κεφάλαιο. Στο πέμπτοκεφάλαιο περιλαμβάνονται αποτελέσματα προσομοιώσεων και συμπεράσματα που προκύπτουν από τημελέτη ενός απλοποιημένου συστήματος μέσω του μοντέλου του τέταρτου κεφαλαίου, ενώ επίσης στοτέλος του πέμπτου κεφαλαίου προτείνεται μια παραλλαγή του μοντέλου αυτού, όσον αφορά τοκρίτηριο επιλογής της θέσης. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται κριτική επισκόπηση του μαθηματικού μοντέλου του τέταρτου κεφαλαίου με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα του πέμπτου κεφαλαίου.Τέλος, στο έβδομο κεφάλαιο προτείνονται μία μεθοδολογία σχεδίασης συστημάτων εντοπισμούεσωτερικού χώρου αλλά και ενδεχόμενοι τρόποι εφαρμογής του μαθηματικού μοντέλου σε πραγματικάσυστήματα.