An Arrangement to Locate and Identify People with Dual-Frequency Tags Providing Context-Related Information

Thumbnail Image

Files

isbn9789526048710.pdf (1.22 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2012-12-14
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2012

Department

Elektroniikan laitos
Department of Electronics

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Language

en

Pages

62 + app. 70

Series

Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 152/2012

Abstract

The demographic dependency ratio is changing in the industrialized countries, because the proportion of senior citizens is growing. An electric sensor with intelligence (ELSI) system was developed to monitor and locate patients, which helps the caring personnel and upgrades the service. The system has been used in many care homes for the elderly in Finland and has proved its benefits for the patients and staff. The problem with the ELSI system was that it could not identify the people it located. Additionally, the alarm devices that were used were impractical. Hence a dual-band localization system was introduced to address these deficiencies. The dual-band system uses active tags that are located with an antenna matrix embedded into the ELSI floor. The tag communicates with the ELSI system using a ZigBee network. The tag also has a display, and thus it can be used to show short alarms. Furthermore, an outline of a more versatile alarm and information system is introduced, with a multifunctional name tag concept. The system introduced here was demonstrated with a pilot installation which consisted of the ELSI and the dual-band system. It was shown that the system can locate and identify people with an accuracy of 0.64 m ± 0.31 m (S.D.). The accuracy can even be improved if the data are combined with the ELSI localization information. It was also shown with measurements that the localization method can be considered to be robust, because the LF signal penetrates nearly all normal objects.

Teollisuusmaiden huoltosuhde on muuttumassa, koska vanhusten lukumäärä suhteessa muuhun väestöön kasvaa. Electric sensor with intelligence (ELSI) järjestelmä kehitettiin valvomaan ja paikantamaan potilaita, mikä helpottaa hoitohenkilökunnan työtä, sekä auttaa parantamaan annettua palvelua. Järjestelmää on käytetty useassa vanhainkodissa Suomessa ja se pienentää todistettavasti henkilökunnan työtaakkaa. ELSI järjestelmän ongelmana oli, ettei se pysty identifioimaan paikantamiaan ihmisiä. Lisäksi järjestelmään liitetyt hälytysjärjestelmät olivat epäkäytännöllisiä. Näitä puutteita korjatakseen esiteltiin kahta taajuutta käyttävä paikannusjärjestelmä. Kaksitaajuusjärjestelmä käyttää aktiivisia tunnisteita, joita paikannetaan ELSI lattiaan liitetyillä antenneilla. Tunniste kommunikoi edelleen ELSI järjestelmän kanssa ZigBee verkon välityksellä. Tunnisteessa on myös näyttö, jolle voidaan tulostaa erilaisia hälytyksiä. Tunnisteesta esiteltiin myös monikäyttöinen konseptiversio, jossa erilaista informaatiota näytetään nimikyltillä. Esitellyn kaksitaajuusjärjestelmän toimintaa esiteltiin ja testattiin yhdessä ELSI järjestelmän kanssa. Järjestelmä pystyy tunnistamaan henkilön ja paikantamaan hänet 0.64 m tarkkuudella 0.31 m:n keskihajonnalla. Paikannustarkkuutta voidaan parantaa edelleen liittämällä kaksitaajuusjärjestelmän paikannusinformaatio ELSI järjestelmän tuottamaan paikannusinformaatioon. Käytetty matala taajuus pystyy läpäisemään lähes kaikki normaalit esineet, joten paikannukseen ei synny helposti katveita.

Description

Supervising professor

Sepponen, Raimo, Prof., Aalto University, Finland

Thesis advisor

Sepponen, Raimo, Prof., Aalto University, Finland

Keywords

indoor tracking, radio frequency identification, near field imaging, low-frequency, ZigBee, elder care, electric sensor with intelligence (ELSI), sisätilapaikannus, radiotaajuinen etätunnistus, lähikenttäkuvantaminen, matalataajuisuus, ZigBee, vanhustenhuolto, ELSI-järjestelmä

Other note

Parts

  • [Publication 1]: A. Ropponen, M. Linnavuo, & R. Sepponen, 2009. LF Indoor Location and Identification System. International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems, vol. 2, no. 1, pp. 94-117.
  • [Publication 2]: A. Ropponen, M. Linnavuo, & R. Sepponen, 2011. Low-Frequency Localization and Identification System with ZigBee Network. International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems, vol. 4, no. 1, pp. 75-93.
  • [Publication 3]: A. Ropponen, H. Rimminen, & R. Sepponen, 2010. Robust system for indoor localization and identification for the healthcare environment, Wireless Personal Communications, vol. 59, no. 1, pp. 57-71.
  • [Publication 4]: A. Ropponen, H. Rimminen, & R. Sepponen, 2011. Active Low-Frequency Localization System Used With Passive Near Field Imaging, International Journal on Communications Antenna and Propagation, vol. 1, no. 2, pp. 152-157.
  • [Publication 5]: A. Ropponen, M. Linnavuo, & R. Sepponen, A Novel Concept of a Wearable Information Appliance Using Context-based Humancomputer Interaction, Personal and Ubiquitous Computing, Online First™, 19 November 2011, Paper version to be published.

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-4871-0

Collections

[diss] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC