การใช้ RSSI สำหรับหา ตำแหน่ง

การใช้ RSSI สำหรับหาตำแหน่งในพื้นที่/ขอบเขตที่จำกัด
(Using RSSI for localization)

ก่อนอื่นเรามารู้จักกันก่อนว่า RSSI คืออะไร และเราสามารถอ่านค่าที่วัดได้จาก RSSI จาก Tmote Sky ได้อย่างไร

" RSSI หรือ Received Signal Strength Indication
เป็นการวัดความแรงหรือความเข้มของสัญญาณ
ตัวรับ(พลังงานเป็นตัวสำคัญ)โดยทั่วไป RSSI เป็นเทคโนโลยีของเครื่องรับวิทยุ
ปกติผู้ใช้จะไม่สามารถมองเห็นได้ แต่จะสามารถรู้ได้จากเครือข่าย Wireless ของ IEEE 802.11 "
การอ่านค่า RSSI จาก Tmote Sky : เมื่อ Tmote Sky รับจาก packet ซึ่งจะเป็นตัวเก็บความแรง

หรือความเข้มของสัญญาณที่เข้ามาของ packet ในรูป TOS_Msg structure หรืออาจจะอ่านค่า

ความแรงหรือความเข้มของสัญญาณที่ไม่ได้เข้ามาอยู่ใน packet ก็ได้เหมือนกัน

• RSSI is not intended/reliable for localization indoors
• โดยการส่งกำลังต่ำสุด ยิ่งกำลังต่ำมาก ก็ยิ่งมีความเป็นไปได้มากในการหาพื้นที่ที่ถูกต้อง
  (By setting transmit power at lowest setting, very low resolution localization is possible.)
• ศึกษา ทดลอง เพื่อหาจำนวนที่เหมาะสมของ beacon nodes ที่ทำให้ได้ค่าตำแหน่งที่ถูกต้อง
  (Finding an optimal number of beacon nodes could improve resolution.)
• If low resolution localization is done, could eliminate false ultrasound reading.

นอกจากนี้ยังมีการใช้ Ultrasound เพื่อหาตำแหน่งในพื้นที่/ขอบเขตจำกัด (Using Ultrasound for localization)

• Ultrasound ตัวรับสามารถที่จะเปลี่ยนหรือเคลื่อนย้ายไปที่ต่างๆได้ สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในกรณีที่มี Ultrasound ตัวส่ง 1 ตัว หรือ Ultrasound ตัวส่งหลายๆตัว
  (Ultrasound receivers could be placed on walls, synchronized with one or more ultrasound transmitter on target.)
• ถ้ารู้ขนาดของห้อง ก็จะสามารถหาตำแหน่งของตัวส่ง
  (If dimensions of room are known a priori, could detect location of transmitted pulse.)
• ใช้ขั้นตอนวิธีการหาขอบเขต/พื้นที่ที่จำกัดไปสู่การหาตำแหน่งที่เหมาะสมของเป้าหมาย
  (Use localization algorithms to estimate location of target.)
• ข้อเสีย : จะเกิด reflection ยาก
  (Disadvantage : Could be difficult with reflections.

******************************************

วิธีการศึกษาหาระยะทาง

ในการศึกษานี้จะแบ่งออกเป็นหลายๆกรณีศึกษา

กรณี 1 : ใช้ Tmote 2 ตัว

กรณี 2 : ใช้ Tmote 4 ตัว โดยตำแหน่งการวางจะวางไว้ที่มุมห้องทั้งสี่มุม

กรณี 3 : ใช้ Tmote 6 ตัว โดยตำแหน่งการวางจะวางไว้ที่มุมห้องทั้งสี่มุม และไว้ที่ตัวคน คนละ 1 ตัว

เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย - Wireless Sensor Networks (WSN)

โครงงานนี้เป็นการวัด/วิเคราะห์ power level

และระยะทางของการรับสัญญาณระหว่าง mote ด้วยกันเองโดยบอร์ด Tmote Sky

โดยศึกษาว่าถ้าเปลี่ยนแปลงปัจจัยต่างๆ เช่น ระยะทาง ความแรงของสัญญาณ เป็นต้น

จะสามารถลดค่า error ได้มากน้อยแค่ไหน ,

ศึกษาและวิเคราะห์ผลของตำแหน่งต่างๆ ,

หาระดับของความแรงของสัญญาณและระยะทางที่เหมาะสม เป็นต้น

ดังนั้นข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับโครงงานนี้จึงประกอบด้วย
1. เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย -Wireless Sensor Network(WSN)

2. Datasheet ของ บอร์ด Tmote Sky

3. การใช้โปรแกรมที่เกี่ยวข้องกับบอร์ด Tmote Sky

** การติดตั้งตัวบอร์ด Tmote Sky นี้ จะต้องลงโปรแกรม Moteiv Tmote Tools 2.0.1

อุปกรณ์ที่ใช้
1. บอร์ด Tmote Sky

2. Software ได้แก่ Moteiv Tmote Tools 2.0.1

Topic : เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย - Wireless Sensor Networks (WSN)

ความหมายของเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย (Wireless Sensor Networks)
เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย - Wireless Sensor Networks (WSN) คือการใช้อุปกรณ์sensor เล็กๆจำนวนมากเพื่อตรวจวัดคุณสมบัติต่างๆของสิ่งแวดล้อมที่เราสนใจและประมวลผลข้อมูลเหล่านั้นเพื่อสร้างองค์ความรู้ใหม่เกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมรอบตัวเราหรือตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้โดยอัตโนมัติ WSN เกิดขึ้นจากการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีระบบสมองกลฝังตัวและการสื่อสารไร้สายที่ส่งผ่านข้อมูลระหว่างเซ็นเซอร์โหนดด้วยรูปแบบเครือข่ายแบบ ad-hoc จุดเด่นของเครือข่ายเซ็นเซอร์ที่อาศัยโปรโตคอลแบบ ad-hoc คือ ไม่จำเป็นต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์พื้นฐานสำหรับเครือข่ายเช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ WLAN หรือ GSM นอกจากนี้การออกแบบเซ็นเซอร์โหนดให้มีขนาดที่เล็กและใช้พลังงานน้อยทำให้สามารถติดตั้งได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เทคโนโลยีเครือข่ายเซ็นเซอร์จึงได้ถูกคาดการณ์ว่าจะเป็นเทคโนโลยีหลักในการขับดันสู่ยุคของคอมพิวเตอร์ทุกแห่งหน (ubiquitous computing, pervasive computing) ด้วยการสร้างสภาพแวดล้อมประดิษฐ์ในรอบๆตัวของเราทุกคน

อุปกรณ์พื้นฐานของ WSN
WSN ประกอบด้วย sensor ขนาดเล็กมาก เรียกว่า mote ซึ่งได้รับการพัฒนามาจากบริษัท Intel และ University ofCalifornia (UC) at Berkeley ตัว mote เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กสำหรับวัดอุณหภูมิความชื้นหรือสภาวะแวดล้อมอื่นๆมันทำงานโดยใช้แบตเตอรี่ธรรมดาและสื่อสารกับ mote ตัวอื่นที่อยู่ใกล้เคียงโดยใช้ ad hoc wireless network ซึ่งข้อมูลจะถูกส่งผ่านระหว่าง mote ด้วยกันเองจนกระทั่งถึงจุดหมายซึ่งอาจเป็นคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆสำหรับรวบรวมข้อมูลที่วัดได้
งานของมันเองซึ่งมีอยู่จำกัดด้วยเหตุนี้ผู้พัฒนา mote จึงต้องออกแบบระบบ hardware และ software รวมถึงระบบการ สื่อสารของ mote ให้ทำงานโดยใช้พลังงานน้อยที่สุด นอกจากนี้ในแง่ของการใช้งาน ผู้พัฒนา WSN ต้องสร้างเครื่องมือที่ทำให้ผู้ใช้ซึ่งไม่จำเป็นจะต้องมีความรู้ขั้นสูงทางด้าน computer engineering สามารถใช้งานและสร้าง WSN applications โดยง่ายด้วย

คุณสมบัติของ mote
การออกแบบและใช้งาน mote นั้นขึ้นอยู่กับ applications แต่ไม่ว่าเราจะนำมันไปใช้งานในรูปแบบใดก็ตามมันก็ยังมีข้อจำกัดในการใช้พลังงานซึ่ง mote จำเป็นต้องใช้พลังงานอย่างประหยัดเพื่อยืดอายุการใช้งานของมันให้ยาวนานที่สุด โดยทั่วไปแล้ว mote ควรจะมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 1 ปีต่อพลังงานจากแบตเตอรี่ขนาด AA สองก้อน อย่างไรก็ตามอายุการใช้งานของมันก็ขึ้นอยู่กับความถี่ในการตรวจวัดสภาพแวดล้อมและการรับและส่งข้อมูลใน applications ต่างๆนั่นเอง

บอร์ด Tmote Sky
บอร์ด TMote Sky เป็นบอร์ดที่พัฒนาต่อจากบอร์ด Telos ซึ่งเป็นหนึ่งในบอร์ดมาตรฐานที่สนับสนุนระบบปฏิบัติการ TinyOS โดยใช้หน่วยประมวลผล MSP430F1611 ร่วมกับไอซี Transceiver ความถี่ 2.4GHz รุ่น CC2420 ที่สามารถรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 250 kbps บนบอร์ดมีเซ็นเซอร์ SHT11 และ LDR สำหรับวัดความชื้น อุณหภูมิ และความเข้มแสง มีหน่วยความจำสำรองแบบ flash รวมทั้งสามารถโปรแกรมและดึงข้อมูลต่างๆผ่านทางพอร์ท USB

แนะนำ Blogger

สวัสดีคะ ยินดีต้อนรับเข้าสู่ Blogger ของพวกเรา ASB_EE#16

Blogger ::: http://rssi-dist.blogspot.com/
E-mail ::: rssi.distexp@gmail.com

ซึ่งมีสมาชิกทั้งหมด 3 คน ดังนี้...

นายเอกราช มาเลิศพรสกุล 4810611543
(E-mail => ake_e_ake@hotmail.com )

นางสาวจิรัชญา ศรีเกตุ 4810611766
(E-mail => seasandsine_3s@hotmail.com )

นายศรุติ คงเกิด 4810611857
(E-mail => sarutsarut7@hotmail.com )

Blog นี้ พวกเราใช้นำเสนอ Project ของรายวิชา
LE340...ELECTRICAL INSTRUMENT AND MEASUREMENTS
(เครื่องมือวัดและการวัดทางไฟฟ้า)

กลุ่มของพวกเราทำโปรเจคในเรื่องของ ...
RSSI - Distance Experiment
การวัด/วิเคราะห์ power level + ระยะทาง

ซึ่งระยะเวลาในการทำงาน ช่วงปิดกีฬามหาวิทยาลัยโลก (4 สัปดาห์)
จะเริ่มทำสัปดาห์นี้ (ตั้งแต่วันที่ 30 กรกฎาคม 2550 เป็นต้นไป)
ส่วนรายละเอียดของการทำงานจะแจ้งอาจารย์ในครั้งต่อไปนะคะ

Note :::
ได้ส่ง URL ไปทาง E-mail ของอาจารย์แล้ว ถ้าอาจารย์ได้รับแล้วขอความกรุณาให้อาจารย์ช่วยคอมเม้นต์ลงใน Blog หรือช่วยแจ้งกลับมาทาง E-mail ของพวกเรา เพื่อจะได้ทราบว่า อาจารย์ได้รับทราบ URL ของพวกเราแล้ว
ขอบคุณคะ ^^