• localizzazione
• ZigBee
• device-free
• indoor

Lo scopo di questo elaborato è di presentare una panoramica dettagliata sugli algoritmi per la localizzazione e il tracking di un target in reti di sensori ZigBee, cosi da fornire uno strumento completo per il confronto che potrà essere utilizzato in fase di realizzazione di nuovi algoritmi. In particolare si considerano sistemi di tipo DfP [1], caratterizzati dal fatto che per la localizzazione non richiedono dell’ausilio di dispositivi sul target che viene così a identificarsi come elemento passivo del sistema. Tra tutte le grandezze utilizzabili per la localizzazione nelle WSN [2] si è scelto di considerare i sistemi che utilizzano il RSSI; è un indicatore di potenza ricevuta che è rilevato nelle reti di sensori in modo autonomo ogni volta che si riceve un pacchetto. I sistemi che sfruttano tale grandezza presentano errori sulle misure superiori ad altri sistemi, ma sono comunque preferiti visto che hanno il pregio di non richiedere alcun hardware aggiuntivo. Gli errori sulle misure del RSSI e di conseguenza sulle stime della posizione, sono dovuti al multipath. Letteralmente percorsi multipli, è un fenomeno elettromagnetico che fa degradare le prestazioni del sistema introducendo incertezza sulla misura della potenza ricevuta, e quindi sul RSSI, che ne è un indicatore. Infatti, mentre nel caso ideale la potenza ricevuta dipende solo dalla potenza associata all’onda elettromagnetica trasmessa, nel caso reale questa dipende da tutte le repliche dell’onda, formatesi in seguito a fenomeni di rifrazione e riflessione (multipath). Nel caso di studio il sistema di localizzazione è installato in ambienti indoor, dove il multipath ha un’incidenza notevole. Infatti, il numero di potenziali ostacoli unito alla limitatezza dello spazio, determinano un aumento delle sorgenti di rumore e un conseguente aumento della probabilità che al ricevitore giungano delle repliche dell’onda elettromagnetica trasmessa, con ritardi e attenuazioni non costanti, che dipendono dai diversi percorsi fatti. [3].
 
STRUTTURA DELL’ELABORATO
Nel primo capitolo è approfondito il concetto di localizzazione e i diversi campi applicativi con particolare attenzione ai sistemi DfP.
Nel secondo capitolo sono presentate le caratteristiche delle WSN, ponendo l’accento sul concetto di sensore e facendo una panoramica dei protocolli di comunicazione. In particolare è descritto lo standard ZigBee, standard utilizzato nel sistema che si è deciso di realizzare. Sono inoltre mostrati i parametri che discriminano i diversi sistemi di localizzazione e le fasi della localizzazione stessa, con accenni ad alcuni degli algoritmi più diffusi.
Nel terzo capitolo sono descritti in modo dettagliato gli algoritmi presenti in letteratura a riguardo della localizzazione indoor DfP. Di ogni algoritmo si riportano la formulazione matematica e la validazione sperimentale presente negli articoli di riferimento.
Nel quarto capitolo sono forniti i dettagli che si riferiscono al sistema di localizzazione realizzato. Sono specificati sia le componenti che i dettagli relativi alla raccolta dei dati :
• Il componente hardware, ovvero il sensore;
• Il componente software, che comprende il sistema operativo, il linguaggio di programmazione e il codice;
• Istallazione del sistema;
• Caratteristiche e definizioni degli scenari applicativi;
Nel quinto capitolo sono presentati i risultati dell’implementazione, con le relative analisi e conclusioni. E inoltre si fanno delle proposte su quelli che potrebbero essere gli sviluppi futuri.