Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/42307| Назва: | IoT система моніторингу та аналізу інформації про наявність людей в приміщенні |
| Інші назви: | IoT system for monitoring and analyzing information about the presence of people in the room |
| Автори: | Ониськів, Роман Богданович Onyskiv, Roman |
| Приналежність: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
| Бібліографічний опис: | Ониськів Р.Б. IoT система моніторингу та аналізу інформації про наявність людей в приміщенні : кваліфікаційна робота бакалавра за спеціальністю „123 — Комп’ютерна інженерія“ / Ониськів Роман Богданович. – Тернопіль : ТНТУ, 2023. – 60 c. |
| Bibliographic description: | Onyskiv R. IoT system for monitoring and analyzing information about the presence of people in the room: Bachelor thesis „123 — Computer Engineering“ / Onyskiv Roman - Ternopil, TNTU, 2023 – 60 p. |
| Дата публікації: | 15-чер-2023 |
| Дата подання: | 22-чер-2023 |
| Дата внесення: | 22-лип-2023 |
| Видавництво: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Науковий керівник: | Баран, Ігор Олегович Baran, Ihor |
| Члени комітету: | Мудрик, Іван Ярославович Mudryk, Ivan |
| УДК: | 004.9 |
| Теми: | локалізаціяips хмарні обчислення радіомітка мікроконтролер mqtt flutter localization cloud computing radio tracking microcontroller |
| Кількість сторінок: | 60 |
| Короткий огляд (реферат): | Кваліфікаційна робота присвячена розробці IoT-системи, котра утримує користувачів від можливих контактів з хворими людьми за даними історії їх позиціонування всередині приміщення.
Досліджено основні методи та технології для локалізації у приміщенні (трилатерації, триангуляції, радіовідбитків). Проведено аналіз та вибір параметрів для локалізації. Здійснено вибір метрик, котрі потрібні для здійснення розрахунку координат людей всередині приміщення. Виконано дослідження існуючих ІоТ платформ. Побудована архітектура системи. Виконано огляд існуючих протоколів передачі даних. Значна увага також приділена застосування хмарних обчислень з використанням можливостей платформи Google Cloud.
Побудовані схеми взаємодії компонентів та функціонування IoT системи. Наведені алгоритми та їх програмна реалізація Bluetooth сканування ефіру і розрахунку координат радіоміток. Здійснено визначення контактів переміщення людини та збереження історії. Забезпечено виведення звіту з графічним відображенням історії переміщення зараженої мітки та точках контактів з іншими мітками. The qualification work deals with the development of an IoT system that prevents users from possible contact with sick people based on the history of their positioning inside the room. The main methods and technologies for indoor localization (trilateration, triangulation, radio footprints) were studied. The analysis and selection of parameters for localization was carried out. The selection of metrics required for calculating the coordinates of people inside the room was made. A study of existing IoT platforms was carried out. The system architecture is built. A review of existing data transfer protocols was performed. Considerable attention is also paid to the application of cloud computing using the capabilities of the Google Cloud platform. Diagrams of the interaction of components and the functioning of the IoT system are built. Algorithms and their software implementation of Bluetooth air scanning and calculation of coordinates of radio tags are given. The contacts of human movement and preservation of history have been defined. A report is provided with a graphical display of the history of the infected tag's movement and points of contact with other tags. |
| Зміст: | ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ7 ВСТУП8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ10 1.1 Основні методи локалізації10 1.2 Параметри для локалізації в системах IPS13 1.3 Технології бездротового зв'язку в системах IPS16 1.3.1 Wi-Fi16 1.3.2 BLE17 1.3.3 ZigBee18 1.3.4 RFID18 1.3.5 UWB19 РОЗДІЛ 2 ПРОЕКТНА ЧАСТИНА20 2.1 Архітектура IoT систем20 2.2 Мікроконтролери21 2.2.1 PIC21 2.2.2 AVR22 2.2.3 STM23 2.2.4 ESP8266 и ESP3224 2.3 Плати відлагодження26 2.3.1 Плати на основі мікроконтролера26 2.3.2 Одноплатні комп'ютери28 2.4 Протоколи передачі в IoT29 2.5 Хмарні обчислення в IoT. GCP30 РОЗДІЛ 3 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА35 3.1 Google IoT Core. Створення MQTT -топіков. Збір даних35 3.2 Збір значень RSSI з Bluetooth-маячків. Прошивка ESP3238 3.3 Обчислення координат маячків41 3.4 Знаходження перетинів з історії координат радіоміток42 3.5 Клієнтська частина. Формування звіту43 3.5.1 Flutter44 3.5.2 Принцип побудови інтерфейсу44 3.6 Схема взаємодії компонентів45 3.7 Схема роботи системи47 РОЗДІЛ 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ49 4.1 Стихійні лиха та їх класифікація49 4.2 Соціальне значення охорони праці.51 ВИСНОВКИ54 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ55 ДОДАТКИ Додаток А Технічне завдання |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/42307 |
| Власник авторського права: | © Ониськів Роман Богданович, 2023 © Onyskiv Roman, 2023 |
| Перелік літератури: | Tsai, H.-C., Chiu, C.-J., Tseng, P.-H., & Feng, K.-T. RefineKawdungta, R., Kawdungta, S., Torrungrueng, D., & Phongcharoenpanich, C. Switched Beam Multi-Element Circular Array Antenna Schemes для 2D Single-Anchor Indoor Positioning Applications. IEEE Access, 9, 58882-58892 – 2021.d Autoencoder-Based CSI Hidden Feature Extraction для Indoor Spot Localization. 2018 IEEE 88th Vehicular Technology Conference (VTC-Fall). - 2018 Molina, B., Olivares, E., Palau, CE, & Esteve, M. A Multimodal Fingerprint-Based Indoor Positioning System for Airports. IEEE Access, 6, 10092 10106. 2018. Патент на корисну модель №134569. Спосіб позиціювання за сукупністю сигналів від всенапрямлених кутомірних радіомаяків та прогнозованої інформації / Остроумов І.В., Харченко В.П., Кузьменко Н.С. Національний авіаційний університет; заявка u 2018 12431; опубл. 27.05.2019. Indoor Location Market Global forecast to 2026. URL: https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/indoor- location-market-989.html (дата звернення: 15.03.2023). R R. SambathKumar, S. Gowshameed and S. Arunmozhi, "Arithmetical Analysis of WSN based Indoor Positioning Localization Systems with Kalman Filtering," 2021 International Conference on System, Computation, Automation and Networking (ICSCAN), 2021. P P. Spachos and K. N. Plataniotis, "BLE Beacons for Indoor Positioning at an Interactive IoT-Based Smart Museum," in IEEE Systems Journal, vol. 14, no. 3, pp. 3483-3493, 2020. Nemer, I., Sheltami, T., Shakshuki, E. та ін. Performance evaluation of range-free localization algorithms for wireless sensor networks. Pers Ubiquit Comput 25, 177-203, 2021 F. Betti Sorbelli, CM Pinotti, S. Silvestri і SK Das, "Measurement Errors в Range-based Localization Algorithms for UAVs: Analysis and Experimentation," in IEEE Transactions on Mobile Computing, 2020 N. Pakanon, M. Chamchoy and P. Supanakoon, "Study on Accuracy of Trilateration method for Indoor Positioning with BLE Beacons," 6th International Conference on Engineering, Applied Sciences and Technology (ICEAST), 2020 Dong, Y.; Shan, F.; Dou, G.; Cui, Y. The Research and Application of Indoor Location Algorithm Based on Wireless Sensor Network. In Proceedings of the IEEE 3rd International Confernce Communication Software and Networks, Xi’an, China, 27–29 May 2011. Zafari, F.; Gkelias, A.; Leung, KK A Survey of Indoor Localization Systems and Technologies. IEEE Commun. Surv. Tutor. 2019 Bharadwaj, R.; Parini, C.; Alomainy, A. Experimental Investigation of 3-D Human Body Localization Using Wearable Ultra-Wideband Antennas. IEEE Trans. Antennas Propag. 2015 Chen, R. A Novel Method for Indoor Location Identification. In Proceedings of the IEEE 2nd International Symposium on Aware Computing, Tainan, China, 1-4 November 2010/ Chen, SW; Seow, CK; Tan, SY Elliptical Lagrange-Based NLOS Tracking Localization Scheme. IEEE Trans. Wirel. Commun. 2016 Методи локального позиціонування. URL: https://habr.com/ru/company/realtrac/blog/301706/ (Дата звернення: 02.04.2023). Li, Z.; Dimitrova, D.C.; Raluy, D.H.; Braun, T. TDOA for Narrow-band Signal with Low Sampling Rate and Imperfect Synchronization. In Proceedings of the IEEE 7th IFIP Wireless and Mobile Networking Conference (WMNC), Vilamoura, Portugal, 2014 Yassin, A.; Nasser, Y.; Awad, M.; Al-dubai, A. Simultaneous Context Inference and Mapping using mm-Wave for Indoor Scenarios. In Proceedings of the IEEE International Confencence on Communications (ICC), Paris, France, 2017 Кокорєва О. В., Костюкович А. Є. Оцінка похибки вимірювань місцезнаходження абонента в мережі Wi-Fi // Програмні системи та обчислювальні методи. 2019. Zafari, F.; Gkelias, A.; Leung, KK A Survey of Indoor Localization Systems and Technologies. IEEE Commun. Surv. Tutor. 2019 Wang, X.; Gao, L.; Mao, S.; Pandey, S. CSI-based Fingerprinting for Indoor Localization: A Deep Learning Approach. IEEE Trans. Veh. Technol., 2016 Hsieh, H.-Y.; Prakosa, S.W.; Leu, J.-S. Towards the Implementation of Recurrent Neural Network Schemes for WiFi Fingerprint-Based Indoor Positioning. In Proceedings of the 2018 IEEE 88th Vehicular Technology Conference (VTCFall), Chicago, IL, USA, 2018. Ding, N.; Wagner, D.; Chen, X.; Pathak, A.; Hu, YC; Rice, A. Characterizing і modeling impact of wireless signal strength on smartphone battery drain. ACM Sigmetrics Perform. Eval. Rev. 2013 Cidronali, A.; Maddio, S.; Giorgetti, G.; Manes, G. Analysis and Performance of Smart Antenna for 2.45-GHz Single-Anchor Indoor Positioning. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 2010 Rusli, M.E.; Ali, M.; Jamil, N.; Din, M.M. An Improved Indoor Positioning Algorithm Based on RSSI-Trilateration Technique for Internet of Things (IOT). In Proceedings of the 2016 International Conference on Computer and Communication Engineering (ICCCE), Kuala Lumpur, Malaysia, 2016. Ren, J.; Wang, Y.; Niu, C.; Song, W.; Huang, S. A Novel Clustering Algorithm для Wi-Fi Indoor Positioning. IEEE Access, 2019 Shi, S.; Sigg, S.; Chen, L.; Ji, Y. Accurate Location Tracking From CSI- Based Passive Device-Free Probabilistic Fingerprinting. IEEE Trans. Veh. Technol., 2018 Yan, D.; Kang, B.; Zhong, H.; Wang, R. Research on positioning system based on Zigbee communication. In Proceedings of the 2018 IEEE 3rd Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Conference (IAEAC), Chongqing, China, 2018 Thuong, NT; Phong, HT; Do, D.; van Hieu, P.; Loc, DT Android Application for Wi-Fi Based Indoor Position: System Design and Performance Analysis. In Proceedings of the 2016 International Conference on Information Networking (ICOIN), Kota Kinabalu, Malaysia, 2016 Kim, B.; Kwak, M.; Lee, J.; Kwon, T.T. A Mulit-proned Approach for indoor Positioning with Wi-Fi, Magnetic and Cellular Signals. In Proceedings of the International Confernce on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), Busan, Korea, 2014. Yu, N.; Zhan, X.; Zhao, S.; Wu, Y.; Feng, R. A Precise Dead Reckoning Algorithm Based on Bluetooth and Multiple Sensors. IEEE Internet Things J., 2018 Sou, S.-I.; Lin, W.-H.; Lan, K.-C.; Lin, C.-S. Indoor Location Learning Over Wireless Fingerprinting System With Particle Markov Chain Model. IEEE Access, 2019. C. Laoudias, A. Moreira, S. Kim, S. Lee, L. Wirola і C. Fischione, "A Survey of Enabling Technologies for Network Localization, Tracking and Navigation," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 20, no. 4, pp. 3607 3644,2018 Sadowski, S.; Spachos, P. RSSI-Based Indoor Localization With the Internet of Things. IEEE Access, 2018 Giovanelli, D.; Farella, E.; Fontanelli, D.; Macii, D. Bluetooth-Based Indoor Positioning Through ToF and RSSI Data Fusion. In Proceedings of IEEE International Confernce Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), Nantes, France, 2018 Sthapit, P.; Gang, H.-S.; Pyun, J.-Y.; Pyurr, J.-Y. Bluetooth Based Indoor Positioning Using Machine Learning Algorithms. In Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Consumer Electronics—Asia (ICCE-Asia), Jeju, Korea, 2018 Li, G.; Geng, E.; Ye, Z.; Xu, Y.; Zhu, H. An Indoor Positioning Algorithm Based on RSSI Real-time Correction. In Proceedings of the 2018 14th IEEE International Conference on Signal Processing (ICSP), Beijing, China, 2018 ZigBee vs Bluetooth - розуміємося на тонкощах. URL: https://sprut.ai/client/article/3922 (Дата звернення: 10.04.2023). Lo, L.; Li, C. Passive UHF-RFID Localization Based на Similarity Measurement of Virtual Reference Tags. IEEE Trans. Instrum. Meas., 2019 A Dual-Band Low-Power-Consumption Active RFID Tag Based on a Meander FPCB Antenna for Subway Vehicle Management, Electromagn Eng Sci., 2021. Skiljo, M.; Solic, P.; Blazevic, Z.; Perkovic, T. Analysis of Passive RFID Applicability in Retail Store: What Can We Expect? Sensors, 2020 Li, J.-Q.; Feng, G.; Wei, W.; Luo, C.; Cheng, L.; Wang, H.; Song, H.; Ming, Z. PSOTrack: A RFID-Based System for Random Moveing Objects Tracking in Unconstrained Indoor Environment. IEEE Internet Things J., 2018 Hanssens, B.; Plets, D.; Tanghe, E.; Oestges, C.; Gaillot, D.P.; Lienard, M.; Li, T.; Steendam, H.; Martens, L.; Joseph, W. An Indoor Variance-Based Localization Technique Utilizing the UWB Estimation of Geometrical Propagation Parameters. IEEE Trans. Antennas Propag., 2018 Mekonnen, Z.W.; Slottke, E.; Luecken, H.; Steiner, C.; Wittneben, A. Constrained maximum likelihood positioning for UWB based human motion tracking. In Proceedings of the 2010 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation, Zurich, Switzerland, 2010. UWB: Pros and Cons of Ultra-Wideband Technology. URL: https://www.konsyse.com/articles/uwb-pros-and-cons-of-ultra- wideband-technology/ (Дата звернення: 20.04.2023). J. Rezazadeh, R. Subramanian, K. Sandrasegaran, X. Kong, M. Moradi та F. Khodamoradi, "Novel iBeacon Placement for Indoor Positioning in IoT," in IEEE Sensors Journal, vol. 18, no. 24, pp. 10240-10247, 2018 hIoTron. URL: https://www.hiotron.com/iot-architecture-layers/ (Дата звернення: 20.04.2023). Рубізова С.А. Огляд та порівняльне дослідження мікроконтролерів// Проблеми сучасної науки та освіти . 2017. TECH GEEK. URL: https://tech-geek.com/choosing-microcontroller/ (Дата звернення: 25.04.2023). Perry Xiao, «Designing Embedded Systems and the Internet of Things (IoT) with the ARM mbed», John Wiley & Sons Limited, 2018. 313 p. ESP8266 WI-FI MCU. Espressif, URL: https://www.espressif.com/en/products/socs/esp8266 (Дата звернення: 13.05.2023). WI-FI & Bluetooth MCU. Espressif, URL: https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32 (Дата звернення: 13.05.2023). Choosing best hardware for your next IoT project. URL: https://developer.ibm.com/ technologies/iot/articles/iot-lp101- best-hardware-devices-iot-project/ (Дата звернення: 14.05.2023). Технології інтернету речей. Навчальний посібник для студ. спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології», спеціалізація «Інформаційне забезпечення робототехнічних систем» / Б. Ю. Жураковський, І.О. Зенів; КПІ ім. Ігоря Сікорського. 2021. 271 с. Importance of Cloud Computing for IoT. URL: https://www.einfochips.com/blog/importance-of-cloud-computing-for-large-scale-iot-solutions/ (дата звернення: 16.05.2023). Архітектура платформи Google Cloud. URL: https://cloud.google.com/architecture (дата звернення: 18.05.2023). Стеблюк М.І. Цивільна оборона: Підручник. Знання, 2006. 487 с. Толок А.О., Крюковська О.А. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник. 2011. 215 с. Основи охорони праці: Підручник.; 3-те видання, доповнене та перероблене / За ред. К. Н Ткачука. К.: Основа, 2011. 480 с. |
| Тип вмісту: | Bachelor Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 123 — Комп’ютерна інженерія (бакалаври) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Author_Notes_Roman_Onyskiv.docx | 10,5 kB | Microsoft Word XML | Переглянути/відкрити | |
| Roman_Onyskiv.pdf | 1,7 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора