Desenvolvimento de um sistema de localização baseado em tecnologia RFID

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Castro, Mauro Nuno Barbosa de
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/27815
Resumo: Dissertação de mestrado em Engenharia de Informática
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spelling Desenvolvimento de um sistema de localização baseado em tecnologia RFID681.3Dissertação de mestrado em Engenharia de InformáticaAtualmente existem várias soluções comerciais que utilizam a tecnologia RFID para diversos fins aplicacionais. Na literatura estão também documentados várias abordagens e algoritmos para localização de dispositivos RFID. Partindo deste contexto, o objetivo principal da presente dissertação era modelar e conceber uma solução global de monitorização/localização baseada na tecnologia RFID (pontos de acesso e etiquetas), que fosse adequada para vários tipos de organismos/empresas. Ou seja, nunca foi intenção desta dissertação propor novos algoritmos de localização por RFID. Seguindo uma metodologia de desenvolvimento de software orientada aos modelos, e apoiada na tecnologia UML, o desenvolvimento do sistema percorreu as seguintes fases: (i) levantamento e documentação de requisitos, baseados na identificação das necessidades de três tipos de organismos/empresas e utilizando o modelo de Volere, (ii) identificação dos utilizadores do sistema, (iii) conceção do sistema, tarefa que incluiu a elaboração de casos de uso detalhados, diagramas de sequência ao nível do sistema, o modelo de dados persistentes do sistema, diagrama de classes e diagramas de sequência ao nível da implementação, (iv) implementação de um protótipo em Java e (iv) realização de testes com o protótipo. Muito mais do que um algoritmo, ou conjunto de algoritmos, de localização, o sistema desenvolvido é uma solução integrada de localização baseada na tecnologia RFID. A estratégia seguida no desenvolvimento do sistema assenta em 3 princípios: (1) uma dada empresa ou organização deseja monitorizar pessoas e bens, de forma impedir/permitir o acesso a determinadas zonas do espaço físico do edifício dessa empresa, (2) uma das tecnologias mais versátil para este atingir este fim é a RFID, (3) combinando a potência do sinal RF, enviado pela mesma etiqueta RFID, e recebido em pelo menos três pontos de acesso, é possível obter uma estimativa da localização do emissor desse sinal RF. Deste modo, o sistema desenvolvido pressupõe que existem três pontos de acesso (conjunto de APs) em cada local de acesso a zonas críticas do edifício, geometricamente localizados de forma a facilitar a trilateração de medições do sinal RF. Entre as funcionalidades do sistema de localização desenvolvido incluem-se: acesso ao sistema controlado, gestão de utilizadores do sistema, gestão de etiquetas RFID (atribuição, recolha, programação), definição da geometria de cada piso do edifício (usando os conceitos de ponto, segmento e zona), definição das zonas permitidas e interditas a cada tipo de utilizador, gestão dos pontos de acesso e dos conjuntos de pontos de acesso, localização de etiquetas RFID por trilateração e emissão de alertas, para uma ou mais entidades de segurança, nos casos em que ocorrer a “invasão” de uma zona interdita. Em termos de resultados, pode dizer-se que se concebeu um protótipo funcional que cumpre a maioria dos requisitos propostos, possui uma interface fácil de utilizar e é suficientemente genérico para poder ser usado por empresas de tipos diferentes. Dado que o código e os modelos estão perfeitamente sincronizados, alterar ou adicionar funcionalidades ao sistema é relativamente seguro e com um custo moderado. Em termos da qualidade das estimativas da localização, os resultados não são muito positivos. Duas alternativas para melhorar este aspeto passariam por (i) melhorar o algoritmo de localização e (ii) usar um tipo de hardware RFID mais sofisticado e vocacionado para ser aplicado num sistema de localização.Currently there are several commercial solutions that use the RFID technology for different applications. In the literature we can find several approaches and algorithms for the localization of RFID devices. In this context, the main objective of this dissertation is to model and design a global monitoring/locating solution based on the RFID technology (access points and tags), that would be adequate for several kinds of organizations/companies. In other words, it was never the intention of this dissertation to propose new RFID localization algorithms. Following a model-based software development methodology, supported by the UML technology, the system development has taken the following steps: (i) requirements analysis and documentation, based on the identification of the needs of three types of organizations/companies, and using the Volere template, (ii) identification of the system users, (iii) system design, a task that includes the development of a detailed specification for each use case, system-level sequence diagrams, the persistent data model of the system, class diagram and implementation-level sequence diagrams, (iv) implementation of a Java prototype and (v) testing the prototype. Much more than an algorithm, or a set of localization algorithms, the developed system is an RFID-based integrated solution for localization. The strategy followed on the system development is based in three principles: (1) a company or organization wants to monitor people and needs, so they could forbid/allow the access to certain zones of the physical space of the building, (2) one of the most versatile technologies to achieve this goal it is the RFID, (3) combining the strength of the RF signal, sent by the same RFID tag, and received at least in three access points, it’s possible to achieve an estimate for the localization of the RF signal emitter. In this way, the developed system requires that there are three access points (an AP set) in the access to each critical zone of the building, geometrically located in such a way to facilitate the trilateration of the RF signal measurements. The localization system includes the following features: controlled access to the system, management of the system users, management of RFID tags (assignment, collecting, programming), definition of the geometry of each floor of the building (using the point, segment and zone concepts), defining the allowed and forbidden zones to each type of user, management of access points and sets of access points, localization of RFID tags by trilateration, and emission of alerts for one or more security entities, in the cases that occur the “invasion” of one forbidden zone. In terms of results, we may say that it was conceived a functional prototype that meets most of the proposed requirements, it has a user friendly interface and it is generic enough to be used by different types of companies. Since the code and the models are perfectly synchronized, alter or add functionalities to the system is relatively safe and with moderate cost. In terms of the quality of the localization estimates, the results are not very positive. Two alternatives for improving this aspect would be (i) improve the localization algorithm, and (ii) use a more sophisticated RFID hardware, geared to be applied in a localization system.Esteves, AntónioUniversidade do MinhoCastro, Mauro Nuno Barbosa de2012-11-222012-11-22T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/27815porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:22:54Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/27815Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:16:31.342720Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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