Localización mellorada de recursos a partir de balizas e rastrexadores Bluetooth Low Energy

Abstract

[Resumo]Neste proxecto desenvolveuse un sistema de localización, en espazos interiores, de dispositivos Bluetooth Low Energy (BLE). O sistema baséase en varios rastrexadores de baixo custo (Raspberry) que se encargan de escanear os dispositivos BLE e de enviar os datos dos escaneos a un servidor de aplicacións mediante MQTT. O servidor procesa os datos dos escaneos e calcula en tempo real a posición de cada baliza BLE a partir da distancia a cada rastrexador, inferida a través da potencia medida (o RSSI). Si hai datos de suficientes rastrexadores emprégase a multilateración, se non o radio de distancia. No sistema almacénanse as balizas (dispositivos BLE) que queremos detectar, a información sobre os rastrexadores que imos usar (sobre todo a súa localización no entorno), os datos de todos os escaneos (de cada rastrexador sobre cada baliza coa frecuencia estipulada) e tamén a propia configuración do sistema (o método de resolución da multilateración, o factor ambiental, o tamaño do intervalo de integración, etc.). Estes datos pódense consultar cunha API REST e sobre todo mediante unha interface web coa que se pode visualizar, en tempo real, as balizas e a súa traxectoria calculada cada certo intervalo de tempo. Para validar o noso sistema, realizáronse probas de conexión da rede e da independencia de todo o sistema, unha calibración dos dispositivos empregados, e por último, probas de localización das baliza no entorno. Demostramos que o sistema proposto é capaz de localizar balizas BLE en interiores, tanto si están en posición estática como en movemento, empregando únicamente hardware de baixo custo, cunha arquitectura modular, escalable, independente de calquer infraestrutura, e cun erro nas posicións similar ao estado da técnica actual.

[Abstract]In this project, a system for locating Bluetooth Low Energy (BLE) devices in indoor spaces was developed. The system is based on several low-cost (Raspberry) trackers that are responsible for scanning BLE devices and sending the scan data to an application server using MQTT. The server processes the scan data and calculates in real time the position of each BLE beacon from the distance to each tracker, inferred through the measured power (the RSSI). If there is data from sufficient trackers multilateration is used, if not the radius of distance. The system stores the beacons (BLE devices) that we want to detect, the information about the trackers that we will use (especially their location in the environment), the data of all scans (of each tracker on each beacon with the stipulated frequency) and also the system configuration itself (the multilateral resolution method, the environmental factor, the size of the integration interval, etc.). This data can be consulted with a API REST and above all through a web interface with which you can view, in real time, the beacons and their calculated trajectory every certain time interval. To validate our system, network connection and system-wide independence tests, a calibration of the devices used, and finally, beacon location tests in the environment were performed. We show that the proposed system is capable of locating BLE beacons indoors, whether static or moving, using only low-cost hardware, with a modular, scalable architecture, independent of any infrastructure, and with a state-like position error. of the current technique.