>> 週進度報告 << |
碩士班二年級 陳立哲 M9407202 M9407202@mail.ntust.edu.tw |
Graduate Student Profile: 1. Setting of the Problem 2. Scope of Work 3. Significance of the Work 4. Problem Definition |
5. Related Research 6. Proposed Methodology 7. Expected Contribution |
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| Graduate Student Profile: | |||
| 1.Setting of the Problem | |||
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智慧型環境(Ambient Intelligence)是透過周圍的電子設備，經過感測與回傳資料(Data)，讓人們得之環境的資訊(Information)以及個人化的服務(Personalized Services)。智慧型環境的技術整合了智慧型系統(Intelligent systems)、感知技術(Perceptual Technologies)以及普及式運算技術(Ubiquitous Computing)等概念。 智慧型系統(Intelligent Systems)，由一個龐大的資料庫所構成，不同使用者或物品，依據其屬性，提供適當的服務。感測技術(Perceptual Technology)主要是來量測與追蹤代理裝置(Agents)的位置資訊。普及式運算技術(Ubiquitous Computing)，搭配無線通訊與無線網路設備(Wireless Communication/networks)，提供了任何時間(Any-Time)或任何地方(Any-Where)都可存取資料的服務(Access Service)，同時也滿足行動運算的需求。 例如安裝在博物館中的感測裝置透過無線傳輸技術，感應到遊客身上的代理裝置，得知遊客的身分與所在位置，於是，系統便根據這些資訊提供適當而有系統的導覽服務。 |
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| 2.Scope of Work | |||
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位置偵測(Location Awareness)是智慧型環境中，提供使用者服務時所需搭配的必要技術。透過感測器作區域性偵測，接著將這些資訊組合起來，使整個環境中的任何實體位置都可以得知。 我們計劃以RFID (Radio Frequency Identification, 無線射頻辨識系統)來實現位置偵測之功能。RFID Reader (讀取器)能感應到周圍小型的RF發射器，一般稱為RFID Tag(標籤)。將這些Tags附在各個實體上，包括人或是空間中的物體上，透過分散式的Reader進行區域性感測，將感測數據回傳給系統端，經過計算處理，得知他們的位置。 |
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| 3.Significance of the Work | |||
目前有幾種實現室內感測定位系統(Indoor Location-Sensing System)的方法，包括了紅外線(Infrared)、802.11、超音波(Ultrasonic)以及RFID等。然而，對於日漸普及的RFID技術，引起了我們的興趣。並且，根據研究顯示RFID技術還具有以下幾點優勢：
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| 4.Problem Definition | |||
| 位置偵測之技術與自動化服務系統，在智慧型環境中是相互合作搭配的。當Reader感測到Tag後，便回報Tag ID至系統端。系統所關心的是哪個Reader偵測到了哪個Tag的存在，也就是說，系統能掌握到某個特定的Tag位在所屬Reader範圍內。在位置與ID(身分識別)資訊傳入系統後，透過訊息比對，提供適當的服務。而我們的目標是在於設計出一套強健而有效率的定位系統，提供正確tag位置與ID給後端的服務系統，以實現該系統層級所負責之功能。 | |||
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| 5.Related Research: | |||
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目前已有許多研究人員在開發位置感測系統。現存的系統可分成兩種實現的架構。一種是配備在使用者身上，能提供運算功能的裝置，藉由量測周圍環境達到定位功能。另一種是在環境中，利用建立感應網路，獲得各個實體位置資訊，包括人與物體 [1][2]。一般常用的定位方式則有四種：其中利用到達的角度(Angle of Arrival, AOA)來得知目標物之方向；利用到達的時間(Time of Arrival, TOA)、訊號接收時的強度(Received Signal Strength, RRS)、載波訊號到達時的相位(Carrier Signal Phase of Arrival, POA) 來得知目標物之距離[3][4]。這些架構與方法看似不一樣，但最終目的都是一樣的。 [1] M.N. Lionel, Y. Liu, C.Y. Lau, and A.P. Patil, “LANDMARC: indoor location sensing using active RFID,” IEEE Conference of Pervasive Computing and Communications, vol. 10, no. 6, pp. 701 - 710, Nov. 2004. [2] Ichiro Satoh, “Software Agents for Ambient Intelligence,” IEEE Conference Proceedings on Systems, Man and Cybernetics, vol. 2, no. 5, pp. 1147-1152, 2004. [3] K. Pahlavan, X. Li, and J.-P. Makela, “Indoor Geolocation Science and Technology,” IEEE Communications Magazine, vol. 40, no. 2, pp. 112 - 118, Feb. 2002. [4] W. Merrill, L. Girod, J. Elson, K. Sohrabi, F. Newberg, and W. Kaiser, "Autonomous Position Location in Distributed, Embedded, Wireless Systems", In Proceedings of the IEEE CAS Workshop on Wireless Communications and Networking, Sep. 2002. |
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| 6.Proposed Methodology: | |||
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為了實現RFID定位技術，我們計劃按以下的方式進行。在一個室內環境中，安裝數個分散的Reader，透過適當配置這些Reader的位置，將整個環境區分為數個獨立的子區域 (Sub-Regions)，每個Reade各自負責感測自己所屬的子區域。如此一來，當RFID Tag進入某個子區域時，即可透Reader得知其所在之區域以及Tag ID。 然而，Reader的數量、配置方式以及感測範圍將會影響到定位技術的精確度。此外，靜態障礙物和人類的走動也會影響到Reader的感應範圍。為了節省Reader的數量並達到正確的定位結果，我們引進Reference Tags (參考標籤)的概念，利用已知的Reference Tags做為系統參考點(如同我們日常生活中所看到的地標一樣)。根據每個Tag在子區域內回傳給Reader的訊號強度 (Received Signal Strength, RRS)，得知它們之間的距離。接著再由Tracking Tag與Reference Tags之間的關係，透過計算，得知Tracking Tag確實的所在位置。 |
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| 7.Expected Contribution: | |||
我們所提出的方法，在室內環境中，利用RFID Reader進行區域性感測，搭配Reference Tags的輔助，並根據RRS，實現位置偵測之功能。預期將具有以下三個主要的優點：
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 Copyright © 2006 Embedded System Lab, Designed by Mino Department of Electrical Engineering, National Taiwan University of Science and Technology |
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