Soalho inteligente e sensores de movimento, backscatter e piezoelétricos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10773/23806 |
Resumo: | Este trabalho teve como objetivo principal desenvolver um soalho inteligente que localize remotamente uma pessoa dentro de um espaço. Para esse efeito, criou-se um soalho que possibilite a localização de pessoas baseado em sistemas de backscatter com implementação de materiais piezoelétricos. Para a comunicação entre o chip e o leitor de RFID, desenvolvou-se uma antena patch de duas camadas, em que entre elas existe uma abertura de 6 mm. Esta apresenta-se adaptada a 868 MHz, com -22.6 dB de S11 e uma eficiência de aproximadamente 88 %. A parte RF do chip tem duas entradas diferenciais e para a adaptação da impedância de entrada desenhou-se um balun, que transforma 50 em 21 - j180 , complexo conjugado de entrada do chip. O sensor de presença criado consiste num chip de RFID e um piezoelétrico, e sempre que se pressiona o piezoelétrico, altera-se o ID do chip por uns segundos e, seguidamente, faz-se o reset, voltando a zeros esses bits. A ligação do piezoelétrico ao chip é feita através de um microcontrolador, e comunicam por I2C. O consumo médio do microcontrolador, quando se pressiona apenas uma vez, é de 1.6 mW. Em espaço livre, o alcance máximo é de 7.2 m para 1 W de potência transmitida. Para um espaço fechado e 11.5 m de distância entre as antenas, a potência mínima transmitida é de 28 dBm, a sensibilidade da tag é de -10.22 dBm. A junção deste sensor de presença com a antena constitui uma célula do sistema de soalho inteligente com as características desejadas. |
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Soalho inteligente e sensores de movimento, backscatter e piezoelétricosEngenharia eletrónica e telecomunicaçõesMovimento - SensoresMicrocontroladoresSoalhos - Sensores inteligentesEste trabalho teve como objetivo principal desenvolver um soalho inteligente que localize remotamente uma pessoa dentro de um espaço. Para esse efeito, criou-se um soalho que possibilite a localização de pessoas baseado em sistemas de backscatter com implementação de materiais piezoelétricos. Para a comunicação entre o chip e o leitor de RFID, desenvolvou-se uma antena patch de duas camadas, em que entre elas existe uma abertura de 6 mm. Esta apresenta-se adaptada a 868 MHz, com -22.6 dB de S11 e uma eficiência de aproximadamente 88 %. A parte RF do chip tem duas entradas diferenciais e para a adaptação da impedância de entrada desenhou-se um balun, que transforma 50 em 21 - j180 , complexo conjugado de entrada do chip. O sensor de presença criado consiste num chip de RFID e um piezoelétrico, e sempre que se pressiona o piezoelétrico, altera-se o ID do chip por uns segundos e, seguidamente, faz-se o reset, voltando a zeros esses bits. A ligação do piezoelétrico ao chip é feita através de um microcontrolador, e comunicam por I2C. O consumo médio do microcontrolador, quando se pressiona apenas uma vez, é de 1.6 mW. Em espaço livre, o alcance máximo é de 7.2 m para 1 W de potência transmitida. Para um espaço fechado e 11.5 m de distância entre as antenas, a potência mínima transmitida é de 28 dBm, a sensibilidade da tag é de -10.22 dBm. A junção deste sensor de presença com a antena constitui uma célula do sistema de soalho inteligente com as características desejadas.The main objective of this dissertation was the development of a smart floor that remotely pinpoints people within a confined space. This localization system is based in backscatter technologies that use piezoeletric materials. For communication between the chip and the RFID reader, a patch antenna with an airgap was developed, with a 6 mm aperture between the two layers. It is adapted to 868 MHz, with -22.6 dB of S11 and an efficiency of approximately 88 %. The RF stage of the chip has two differential inputs and for the adaptation of the input impedance a balun was designed, which turns 50 into 21 - j180 , complex conjugate of the chip’s input. The developed presence sensor operation is as follows. Whenever the piezoelectric is pressed, the chip ID is changed for a few seconds and then reset to zero. The connection of the piezoelectric to the chip is through a microcontroller, and the communication is done with I2C protocol. The average consumption of the microcontroller when a piezoelectric is pressed only once is 1.6 mW. In free space, the maximum range is 7.2 m for transmitted power of 1 W. For a closed space and 11.5 m distance between the antennas, the minimum power output is 28 dBm and the sensitivity of the tag is -10.22 dBm. This presence sensor with the patch antenna make up a cell of the smart floor system with the desired characteristics.Universidade de Aveiro2018-07-11T11:10:44Z2018-01-01T00:00:00Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/23806TID:201943670porOliveira, Mariana Esteves deinfo: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:RCAAP2024-02-22T11:46:58Zoai:ria.ua.pt:10773/23806Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:57:44.304033Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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