Makedonya Türk çocuk edebiyatı

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Neste capítulo é apresentada uma revisão bibliográfica sobre localização em ambientes internos utilizando radiofrequência. Os objetivos deste capítulo são:

1. Oferecer os conceitos básicos necessários para o entendimento do trabalho apresentado nesta dissertação

2. Apresentar trabalhos relevantes na área de localização em ambientes internos baseada em RF, focando especialmente naqueles que utilizam RSSI.

O capítulo está organizado como apresentado a seguir. Inicialmente, na Seção 2.1, é apresentada uma visão geral de sistemas de localização em ambientes internos que utilizam tecnologias sem fio. Como o trabalho é focado na tecnologia de radiofrequência, as outras alternativas (infra-vermelho, ultrassom, UWB, etc.) são apenas mencionadas. A seguir, na Seção 2.2, são descritos os componentes básicos de um sistema de localização baseado em RF. Após identificar e descrever os componentes, serão apresentados, na Seção 2.3, os métodos mais usados. Na Seção 2.4, serão apresentados trabalhos que desenvolveram sistemas de localização baseados nas três tecnologias que serão utilizadas neste trabalho: Ethernet sem fio (Wi-Fi), Zigbee e Bluetooth. Logo após, na Seção 2.5, são apresentados alguns trabalhos que utilizam múltiplas tecnologias sem fio para realizar a localização baseada em RF em ambientes internos. Especial atenção é dada a esses trabalhos, uma vez que estão relacionados de forma mais próxima ao trabalho apresentado

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CAPÍTULO2. LOCALIZAÇÃO EMAMBIENTESINTERNOS UTILIZANDO RADIOFREQUÊNCIA nesta dissertação. Na Seção 2.6 é discutida a aplicação de localização baseada em RF em casos em que o usuário é um robô móvel, como ocorre nesta dissertação. Nessa seção também são apresentados alguns trabalhos relevantes sobre o tema. A Seção 2.7 finaliza este capítulo com a apresentação de um sumário.

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O conhecimento da localização de um usuário ou objeto é fundamental para várias aplicações de diversas áreas da computação [Hightower & Borriello, 2001; Vossiek et al., 2003; Liu et al., 2007; Lakafosis & Tentzeris, 2009]. Na robótica, por exemplo, a informação de localização de um robô é fundamental para permitir que ele seja, de fato, autônomo [Cox, 1989].

Em ambientes externos o problema da localização é resolvido de forma razoável usando GPS (Global Positioning System). Infelizmente, em ambientes internos, o sinal de GPS não tem potência suficiente para permitir que seja feita a localização. Desta forma, é necessário desenvolver outros tipos de solução para localizar um usuário em ambientes internos.

Geralmente as abordagens utilizadas para realizar a localização em ambientes internos utilizam tecnologias sem fio. Como mostrado na Figura 2.1 as soluções sem fio já desenvolvidas para sistemas de localização em ambientes internos utilizam diferentes tecnologias. As primeiras soluções propostas utilizavam sistemas baseados em infravermelho e ultrassom [Want et al., 1992; Harter et al., 1999; Priyantha, 2005].

Por exemplo, em [Want et al., 1992] é apresentado o sistema Active badge. O Active badge utiliza infravermelho para realizar localização em um prédio. Cada usuário carrega consigo badges que transmitem informações sobre a localização do usuário para um servidor central. O servidor processa essa informação e a torna disponível para outras aplicações. As informações são coletadas por sensores que são espalhados pelo ambiente. A localização é feita relacionando a localização do usuário à localização (sala) do sensor que reportou o sinal daquele usuário. A localização de cada badge pode ser buscada no servidor por aplicações remotas. A Figura 2.2 mostra um diagrama do badge e dos sensores que são implantados no ambiente.

Outro exemplo é o sistema Active Bat[Harter et al., 1999]. Esse sistema utiliza ultrassom para realizar a localização. O sistema é semelhante ao Active Badge. Vários sensores são instalados no teto do ambiente. Um dispositivo carregado pelo usuário

2.1. INTRODUÇÃO 11

Figura 2.1. Sistemas de localização baseados em tecnologias sem fio. Está fora

do escopo deste trabalho uma discussão detalhada de todos essas abordagens. Serão discutidos apenas sistemas baseados em radiofrequência. Adaptado de [Liu et al., 2007, Figura 6].

Figura 2.2. Sistema Active Badge de localização. (esquerda) Diagrama do badge

carregado pelo usuário. (direita) Diagrama dos sensores e representação da rede por onde o sinal passa até o servidor. Reproduzido de [Want et al., 1992].

emite sinais ultrassom que são coletados pelos dispositivos sensores. Quando pelo menos três sensores coletam o sinal, é possível fazer trilateração e a posição do usuário é determinada com exatidão. A Figura 2.3 mostra o dispositivo carregado pelo usuário e os dispositivos instalados no teto para detectarem os sinais ultrassom.

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CAPÍTULO2. LOCALIZAÇÃO EMAMBIENTESINTERNOS UTILIZANDO RADIOFREQUÊNCIA

Figura 2.3. Sistema Active Bat de localização. (esquerda) O sensor que o usuário

deve carregar. (direita) Sensores colocados no teto para detectar o sinal emitido pelo sensor carregado pelo usuário. Reproduzido de [Harter et al., 1999].

A maior desvantagem desses tipos de sistemas é que seu custo de implantação e manutenção pode ser proibitivo, principalmente se o sistema for implementado em larga escala. Assim, embora essas soluções possam ser úteis para aplicações específicas, elas não servem como solução para ambientes maiores e/ou nos quais não seja possível implantar a infraestrutura necessária para seu funcionamento.

Mais recentemente, soluções baseadas em radiofrequência começaram a ser desenvolvidas [Bahl & Padmanabhan, 2000; Haeberlen et al., 2004]. A criação de novos sistemas baseados em radio frequência é atrativa porque dispositivos que utilizam essa tecnologia estão se multiplicando nos prédios, campi universitários e outros ambientes internos. A presença deste tipo de infraestrutura no ambiente reduz o custo de implantação da solução de localização, uma vez que não é necessário estruturar o ambiente, como ocorre nas soluções baseadas em infravermelho e ultrassom.

Ao longo deste capítulo serão utilizados diversos conceitos. Alguns desses conceitos são especialmente relevantes e, consequentemente, é importante estabelecer com clareza e precisão os seus significados. Sendo assim, estes conceitos serão definidos a seguir. Após as definições, na Seção 2.2 são apresentados os componentes básicos de um sistema de localização baseado em RF.