Wireless Ultrasound Positioning System

1.Descrizione Progetto

La soluzione da noi individuata per la risoluzione del problema  dell’“Autorilevamento della Posizione di un Robot in Ambiente Indoor” , prevede l’interazione di 2 componenti fondamentali:

• una serie di dispositivi posizionati sul “cielo” dell’ambiente indoor da mappare, nel seguito definiti “remoti” ;

• un dispositivo montato a bordo del robot, il quale deve conoscere la propria posizione all’interno del predetto ambiente; nel seguito definito “base”.

1.1    Dispositivi

Tutti i dispositivi del sistema, per garantire la massima flessibilità di utilizzo, presentano la medesima struttura hardware.
Ognuno di essi è costituito da un circuito stampato sul quale sono montati:

• n° 1 microcontrollore a 8 bit;

• n° 1 sensore di temperatura DS1820;

• n° 1 trasduttore ultrasonico SRF02;

• n° 1 modulo di trasmissione con protocollo 802.15.4

• tutti i componenti attivi, passivi e di interfaccia per il funzionamento del sistema.

La differenza fondamentale tra i due dispositivi (nda remoto e base) risiede nel  firmware autoconfigurante che discerne lo stato del dispositivo in base all’ ID assegnato al modulo Zig-Bee.

2.Principio di Funzionamento

Il dispositivo “base” invia, a tutti i dispositivi “remoti” (nella portata della radiofrequenza) contestualmente, un segnale in radiofrequenza ed un segnale ultrasonico, il primo viaggiando alla velocità della luce arriva “istantaneamente” a tutti i “remoti” , che sono in grado di riceverlo, e permette al microcontrollore interno di avviare un timer, il quale fermerà il suo conteggio alla ricezione del segnale ultrasonico che, viaggiando alla velocità del suono, arriverà dopo un certo tempo.
A questo punto ogni dispositivo “remoto” ha memorizzato in un buffer il tempo di volo dell’ultrasuono, quindi “conosce” la sua distanza dalla fonte del segnale (nda dispositivo “base”) e non deve fare altro che trasmettere questa informazione, insieme al proprio ID e alla temperatura misurata al dispositivo “base” .
La “base” , ricevute le letture dei “remoti” le reindirizza per l’elaborazione ad un software di calcolo al quale bastano 3 misurazioni valide per determinare la posizione del robot all’interno dell’ambiente.