ЛОКАЛЬНЕ ПОЗИЦІОНУВАННЯ ПО WI-FI З ВИКОРИСТАННЯМ МІКРОКОНТРОЛЕРІВ

Анотація

Системи відстеження розташування всередині приміщень за допомогою Wi-Fi (Wi-Fi Positioning System – WPS) знаходять все більше застосування в багатьох сферах господарства для моніторингу розташування людей і активів. В статті приведено огляд методів, які застосовуються в сучасних комерційних системах внутрішнього пасивного позиціонування за допомогою Wi-Fi (Wi-Fi Positioning System – WPS). На основі проведеного аналізу робиться висновок, що більшість WPS для визначення місцеположення об’єктів спостереження використовують вимірювання інтенсивності прийнятого сигналу (RSSI). Основною перевагою метода є використання вже розгорнутої Wi-Fi мережі і відсутність необхідності у додатковому обладнанні. Однак подальший аналіз алгоритмів позиціонування на базі RSSI, показує, що всі вони для забезпечення достатньої для практичних задач точності висувають до існуючої інфраструктури Wi-Fi мережі додаткові вимоги. А ці вимоги потребують досить значних додаткових витрат на модернізацію інфраструктури. Пропонується підхід до побудови WPS на основі використання ІоТ модулів в якості прослуховуючих пристроїв Wi-Fi мережі, які працюють у режимі постійного моніторингу її каналів. Підхід дозволяє зменшити додаткові витрати на систему позиціонування завдяки відсутності додаткових вимог до існуючої мережевої інфраструктури і її обладнання. В статті описано архітектуру прототипу системи позиціонування. Для побудови прототипу системи було обрано: Wi-Fi модуль ESP8266, мікроконтролер Arduino Uno та Ethernet модуль ENC28J60. Після аналізу пакету створюється json файл зі структурованими даними, які містять значення RSSI, MAC-адресу ТД і відправника. Далі ці дані передаються через послідовний порт мікроконтролеру Arduino, який відправляє їх на сервер за допомогою модуля ENC28J60. Для визначення місцеположення об’єктів спостереження обрано метод побудови радіо карти приміщення і метод К найближчих сусідів (KNN). У функції серверу входить збір, обробка і збереження даних від мікроконтролерів, обробка запитів оператора, побудова радіо карти, позиціонування об’єктів та їх відображення на плані приміщення. Експерименти, проведені на прототипі системи позиціонування показали, що запропонований підхід дозволяє забезпечити можливості позиціонування, аналогічні системам на базі точок доступу.