Järjestelmä henkilön huoneeseen saapumisen havaitsemiseksi Bluetooth-tekniikalla
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Authors
Date
2017-05-22
Department
Major/Subject
Radiotiede ja -tekniikka
Mcode
ELEC3038
Degree programme
NanoRad - Master’s Programme in Nano and Radio Sciences (TS2013)
Language
fi
Pages
51 + 7
Series
Abstract
Tässä diplomityössä suunnitellaan radiotekniikkaan perustuva järjestelmä, jolla voidaan havaita, kun tietty henkilö saapuu huoneeseen tai poistuu sieltä. Järjestelmä suunnitellaan vastaamaan erityisesti vanhusten hoitokodeissa käytettävän Elsi-älylattian asettamiin vaatimuksiin, mutta järjestelmä ei vaadi sitä toimiakseen. Järjestelmä perustuu huoneen ovelle asennettaviin suuntaavilla antenneilla varustettuihin Bluetooth Low Energy -vastaanottimiin, joista huoneen sisäpuolinen antenni suuntaa huoneeseen sisäänpäin ja ulkopuolinen ulospäin. Vastaanottimilla mitataan Bluetooth-lähettimen, jota paikannettava henkilö kantaa mukanaan, signaalitehoa, ja vastaanotetuista signaalitehoista päätellään, onko lähetin huoneen sisä- vai ulkopuolella. Tässä työssä suunnitellaan vastaanotin ja pieni vähävirtainen lähetin. Vastaanottimeen suunnitellaan suuntaava mikroliuska-antenni, elektroniikka ja sulautettu ohjelma. Lähettimeen suunnitellaan elektroniikka ja sulautettu ohjelma. Vastaanottimesta ja lähettimestä valmistetaan prototyypit, ja niistä rakennetaan testijärjestelmä. Testijärjestelmällä voidaan havaita jo puolen metrin etäisyydellä ovesta, kun henkilö on saapunut huoneeseen tai poistunut sieltä. Ajoittain järjestelmä havaitsee väärin, eli esimerkiksi näyttää henkilön saapuneen huoneeseen, vaikka hän oikeasti vain käveli käytävällä huoneen ulkopuolella. Virhetilanteet ovat kuitenkin yleensä hyvin lyhytkestoisia, ja niistä päästään melkein kokonaan eroon lisäämällä eri taajuuksilla mitattujen signaalitehojen keskiarvoistusta, mikä kuitenkin hidastaa järjestelmän toimintaa. Useita keinoja järjestelmän kehittämiseksi esitetään diplomityön lopussa.This thesis presents a system that uses radio technology to detect a person entering or leaving a room. The system is specifically designed to meet the requirements of Elsi Smart Floor, a system used in elderly care homes, though the detection system does not need the Smart Floor to function. The operation of the system is based on Bluetooth Low Energy receivers, equipped with directive antennas, placed at the doorway of a room. One of the receivers is placed inside the room and the other outside the room. The receivers measure the signal power of a transmitter carried by the user, and whether the person is inside or outside the room is determined from the measured signal strengths. A receiver and a small low-power transmitter are designed in this thesis. A patch antenna, electronics and firmware are designed for the receiver, and electronics and firmware are designed for the transmitter. Prototypes of the receiver and transmitter are manufactured, and a test system is built using them. It was found that the test system can detect whether a person has entered or left the room within half a meter from the door. Occasionally, the system makes false detections. For example, when a person is walking outside of the room, the system might show that the user has entered the room. False detections usually only last for short periods of time and are almost completely eliminated by increasing the averaging of the measured signal strength samples. However, this decreases the speed of the system. Suggestions for improving the system are presented at the end of the thesis.Description
Supervisor
Viikari, VilleThesis advisor
Lindström, JuhaKeywords
bluetooth low energy, mikroliuska-antenni, radiopaikannus, sisätilapaikannus