RTLS Tag - indoor mobile positioning device

Abstract

Regarding mobile services, one of the most popular classes is location-based services (LBS), as they significantly impact everyday lives, for example, when it is necessary to find the exact position of a person or object in the real world. These services are primarily available outdoors, typically using the Global Positioning System (GPS). GPS has benefits daily, however, and despite high accuracy and precision, these systems require line-of-sight access to orbiting satellites, and therefore, indoors, the signal is compromised. Consequently, positioning techniques for indoor environments are becoming a market segment that provides new business opportunities. This study aims to develop a small device (named tag) that incorporates the Wi-Fi and BLE technologies and brings a solution to the problem of Indoor Localisation. Among others, the work includes a literature review about indoor localisation, the different existing techniques, a comparative analysis of algorithms, an analysis of technologies, the exploration of solutions on the market and a comparative analysis concerning performance and applications, and the proposal of a new tag and its evaluation. To this end, the orientations of a research method were followed, contemplating four steps: familiarisation with the area of positioning and navigation in indoor spaces; identification of desirable (optimal) characteristics for the tag and possible hardware solutions; tag development (hardware and programming) and performance evaluation of the developed solution. It is expected that this new tag to allow better development of indoor localisation systems, overcoming the difficulty felt in other solutions and responding to the need for an indoor localisation product, enhancing more excellent capability.

Quando se refere o conceito de serviços móveis, umas das classes mais populares são os serviços baseados na localização (LBS), uma vez que estes têm um grande impacto nas vidas quotidianas, por exemplo quando é necessário encontrar a posição exata de uma pessoa ou objeto no mundo real. Esses serviços estão disponíveis, na sua maioria, em espaços ao ar livre, normalmente utilizando o Global Positioning System (GPS). O GPS apresenta benefícios diariamente, contudo, e apesar de apresentar níveis de exatidão e precisão altos, estes sistemas requerem acesso de linha de vista com os satélites em órbita, pelo que em espaços interiores o sinal fica comprometido. Desta forma, as técnicas de posicionamento para ambientes interiores estão a tornar-se num segmento de mercado que proporciona novas oportunidades de negócios. O objetivo deste estudo é desenvolver um pequeno dispositivo (designado por tag), que incorpore as tecnologias Wi-Fi e BLE e traga uma solução para o problema de Localização Indoor. Entre outros, o trabalho inclui uma revisão de literatura sobre a localização indoor, sobre as diferentes técnicas existentes, uma análise comparativa de algoritmos, uma análise de tecnologias, a exploração de soluções no mercado e análises comparativas de desempenho e aplicações, e a proposta de uma nova tag e a sua avaliação. Para tanto, seguiram-se as orientações de um método de pesquisa, contemplando quatro etapas: familiarização com a área de posicionamento e navegação em espaços interiores, identificação de características desejáveis (ótimas) para a tag e possíveis soluções de hardware, desenvolvimento da tag (hardware e programação) e avaliação do desempenho da solução desenvolvida. Espera-se que esta nova tag permita um melhor desenvolvimento da localização indoor, ultrapassando a dificuldade sentida em outras soluções e respondendo à necessidade de um produto de localização indoor, potenciando uma maior capacidade.