Cách chính xác và rẻ nhất để tìm ra khoảng cách giữa hai điểm điện tử là gì?

Đối với một dự án, tôi có một ý tưởng liên quan đến việc có được một vị trí cho một người trong toàn bộ ngôi nhà. Tôi đang cố gắng tìm ra cách nào đó để sắp xếp vị trí của người đó, bằng cách có một loạt các máy thu nhỏ ngồi quanh nhà. Mỗi người sẽ có một 'đèn hiệu' trong túi của mình, nó sẽ phát ra một loại tín hiệu mà người nhận có thể sử dụng để tìm ra khoảng cách và nhờ đó có khả năng tìm ra vị trí.

Đó là nơi tôi đang bị mắc kẹt. Loại tín hiệu nào có thể được sử dụng để tìm ra khoảng cách chính xác, và vẫn rẻ để có được / tạo?

Kích thước là quan trọng, vì đèn hiệu sẽ cần phải vừa trong túi. Các máy thu có thể lớn hơn, nhưng không quá lớn để nhìn ra khỏi vị trí trong nhà.

Có ai giúp đỡ không?

Tôi đã được hình dung với việc thiết kế các hệ thống thương mại nhằm mục đích báo cáo hoàn toàn vị trí của thẻ hoặc cần biết rằng đó là một phần của kế hoạch lớn hơn. Trong số các hệ thống này có sử dụng IR, RF và siêu âm. Tôi có thể nói với bạn rằng không ai trong số họ giải quyết vấn đề "độc đáo".

RF có thể được sử dụng để tìm vị trí có độ phân giải hợp lý dựa trên tam giác với cường độ tín hiệu. Tuy nhiên, những thứ khác nhau làm rối loạn cường độ tín hiệu nhận được. Nếu bạn đi với RF, hãy sử dụng tần số thấp so với những thứ như WiFi và nhiều hệ thống RF khác. Chúng tôi đã sử dụng 434 MHz, một trong những tần số ISM. Trên băng tần đó, được phép gửi một tin nhắn ngắn có công suất giới hạn cứ sau 10 giây trừ khi người dùng cố tình thực hiện một số hành động. Các tần số cao hơn bị nhiễu xạ và bị cản trở nhiều hơn trong môi trường trong nhà. Sau đó, có các vấn đề khác nhau về cường độ tín hiệu nhận được do phân cực. Có nhiều cách để đối phó với điều đó, nhưng đó sẽ là toàn bộ diễn ngôn.

Bạn có thể bị cám dỗ để cố gắng tìm vị trí bằng cách đo thời gian đến - ít nhất là cho đến khi bạn làm toán. Chỉ với một nano giây trên mỗi bước chân, nhiều máy thu phải được đồng bộ hóa rất chính xác. Thậm chí khó khăn hơn, họ phải có khả năng xác định một số sự kiện phổ biến trong quá trình truyền tới độ phân giải của một chu kỳ sóng mang duy nhất, nhưng tất nhiên các giới hạn băng thông sẽ chỉ cho phép thay đổi nhỏ giữa các chu kỳ sóng mang liền kề. Về cơ bản, nếu bạn phải hỏi ở đây, thời gian đến của RF vượt quá đầu bạn và có lẽ là ngân sách của bạn.

IR về cơ bản làm những gì bạn muốn, ngoại trừ thực tế là nó dễ bị chặn bởi cơ thể và quần áo của bạn. Nó sẽ không hoạt động trong túi. Nó có thể hoạt động kẹp vào áo, nhưng không được che bởi ve áo hoặc áo len hoặc thứ gì đó. IR nói chung sẽ bật xung quanh một căn phòng độc đáo, nhưng không có nhiều sức mạnh khiến nó vượt qua ô cửa tương đối nhỏ. Nếu bạn có thể giải quyết các vấn đề về tắc, thì đó là một cách khá hay để bản địa hóa thẻ trong phòng, vì các bức tường mờ đục đối với IR.

Siêu âm cũng sẽ không đi qua các bức tường, nhưng bị dội lại xung quanh một căn phòng không tốt. Nó có thể đi qua một lớp quần áo mỏng đôi khi và đôi khi không. Ngoài ra còn có tiếng ồn siêu âm xung quanh nhiều hơn so với RF hoặc IR. Ngay cả khi thẻ được đeo trên ngực và không được che và máy phát hướng ra ngoài (thật dễ dàng để có một thẻ phát lật thẻ vào ngực), vẫn có cơ hội hợp lý để tin nhắn không bị phát tán. Bạn có thể thực hiện thời gian hữu ích của tam giác đến bằng siêu âm vì nó rất chậm (mất khoảng 3 ms / m), nhưng điều đó cũng có nghĩa là tốc độ dữ liệu rất chậm. Nếu các thẻ này có thể phát ra một ping duy nhất, thì bạn không quan tâm đến tốc độ dữ liệu. Nếu bạn cần xác định nhiều thẻ, thì bạn phải gửi một số loại thông tin với mỗi tin nhắn. Chúng tôi đã kết thúc thông tin mã hóa trong thời gian giữa các đợt ngắn. Nhưng, Hãy nhớ rằng có một giới hạn thấp hơn vốn có về thời gian giữa các lần nổ. Bạn không thể gửi một cái mới cho đến khi cái cuối cùng được thực hiện vang vọng xung quanh môi trường người nhận khác sẽ bị lẫn lộn. Trong thực tế, bạn cần chờ khoảng 10 mét lan truyền để mọi thứ chết đi giữa các vụ nổ. Khách hàng có thể đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế về điều này, tôi không chắc chắn.

Trong mọi trường hợp, bạn phải xem kênh từ thẻ đến người nhận là dễ bị lỗi. Nếu bạn cố gắng gửi bất kỳ dữ liệu nào, tốt hơn là bao gồm một tổng kiểm tra. Chúng tôi thực sự gặp rắc rối với một hệ thống RF ban đầu chỉ sử dụng 8 bit tổng kiểm tra cho mỗi gói (tôi không thiết kế định dạng gói đó). Có đủ thứ xấu được hiểu là dữ liệu tốt để gây ra vấn đề trường. Định dạng gói mới hơn (mà tôi đã thiết kế) có tổng kiểm tra CRC 20 bit và về cơ bản điều đó đã giải quyết được vấn đề.

Có rất nhiều cách để giải quyết điều này. Vì vậy, tôi sẽ chỉ chọn một cái mà tôi nghĩ là mát mẻ.

Thiết kế một máy phát đơn giản (thậm chí có thể dựa trên bộ xử lý u) phù hợp với từng thiết bị từ xa và phát sóng mã vàng SSDS (Chuỗi phổ trực tiếp) của NASA. Điều này sẽ không được đồng bộ hóa, không bị khóa tần số. Mỗi đơn vị bỏ túi sẽ có một chuỗi PN (Pseudo noise) duy nhất dưới dạng số ID hoặc nó có thể có ID băng con khác nhau. Tôi thích PN độc đáo vì đơn giản. Đơn vị gửi là đơn hướng, phát sóng, nhỏ và không tốn kém.

Các đơn vị nhận xung quanh nhà sẽ là các công cụ tương quan có liên quan khi các đột biến tương quan xảy ra đối với cơ sở thời gian chung mà TẤT CẢ các đơn vị nhận phải được đăng ký. Biết được độ trễ tăng đột biến tương quan tương đối là gì đối với các đơn vị khác sẽ cung cấp một mã khác nhau và một cơ hội để tam giác hóa. 2 trạm gốc sẽ là mức tối thiểu bắt buộc vì thông tin về phạm vi cũng có sẵn (thuật ngữ tam giác là một chút của trình tự không tuần tự trong trường hợp này). Sự cần thiết cho các trạm cơ sở chạy hết tem cơ sở / thời gian chung có lẽ sẽ là vấn đề khó khăn nhất.

Đây là một hệ thống GPS đảo ngược.

Điều này đã được thực hiện như một dự án nghiên cứu có tên Active Badge sử dụng hồng ngoại; Tôi tin rằng nó cũng đã được thực hiện với siêu âm .

Bài viết này mô tả hệ thống hồng ngoại. Nó rất giống với điều khiển từ xa của TV truyền cứ sau 10 giây; phân tán một số máy thu hồng ngoại xung quanh và bạn có thể biết ai đó đang ở trong phòng nào. Hệ thống siêu âm có thể cho biết nơi một huy hiệu khá gần (vài cm), nhưng phức tạp và đắt tiền hơn.