Resumen

El diseo sistemtico de sistemas inalmbricos de posicionamiento en interiores puede ofrecer otro enfoque esencial para lograr los objetivos de rendimiento requeridos, aparte de utilizar algoritmos adecuados de determinacin de la ubicacin. Este manuscrito investiga los sistemas de posicionamiento inalmbrico en interiores basados en Bluetooth Low Energy (BLE) y cmo el ajuste de los parmetros de diseo del sistema puede afectar a su rendimiento en la determinacin de la ubicacin. Sin hacer hincapi en sofisticados algoritmos de determinacin de la ubicacin, este trabajo proporciona directrices sobre cmo un diseador de sistemas puede controlar el equilibrio entre mltiples mtricas de rendimiento de posicionamiento. Por ejemplo, se puede elegir un equilibrio entre el nmero de nodos de referencia instalados y el rendimiento de precisin para controlar los costes de despliegue, como el gasto de instalacin, el gasto de infraestructura y el tiempo de instalacin. Para demostrar nuestro estudio de referencia, comparamos tres diseos diferentes de sistema de posicionamiento inalmbrico BLE para interiores que utilizan algoritmos de determinacin de la ubicacin basados en la proximidad, la trilateracin y el anlisis de escenas. Estos diseos tambin se comparan en dos tamaos de edificio diferentes, que son mediano y grande. El modelo de diseo y los datos del anlisis de rendimiento se basaron en nuestra implementacin real del sistema de hardware y software para un sistema de posicionamiento inalmbrico en interiores BLE. En concreto, los datos de indicacin de intensidad de seal recibida se recogieron de nuestros nodos de referencia prototipo. Las conclusiones de nuestro estudio indicaron que un sistema basado en la proximidad slo puede proporcionar un rendimiento de precisin de localizacin aceptable (distancia de error media de 5 a 7 m), lo que lo hace inadecuado para aplicaciones que requieren una gran precisin. Para una precisin de localizacin media (distancia media de error de 3 m a 5 m), el sistema basado en la trilateracin puede lograr la mayor eficiencia en trminos de nmero de nodos de referencia instalados sobre la precisin. El sistema basado en la trilateracin puede reducir el nmero de nodos de referencia instalados en un 154% para alcanzar el mismo nivel de precisin que el sistema basado en el anlisis de escenas. Para un buen rendimiento de la precisin de localizacin (distancia media de error3 m), el sistema basado en el anlisis de escenas ofrece el mayor rendimiento de escalabilidad en trminos de nodos de referencia instalados. El sistema basado en el anlisis de escenas puede reducir el nmero de nodos de referencia en un 40% y un 113% para lograr el mismo rendimiento de precisin en comparacin con los sistemas basados en la trilateracin y la proximidad, respectivamente. Por ltimo, los resultados de validacin de la instalacin real de sistemas de posicionamiento en interiores basados en Bluetooth confirmaron que nuestro marco propuesto puede ayudar a los diseadores de sistemas a alcanzar el objetivo de rendimiento requerido.

• Materias:Red 5G Internet de las cosas Seguridad de la información Tecnologías de comunicación
• Subjects:5G Network Internet of things Information security Communication technologies
• Palabras claves:Diseño; Sistemas inalámbricos de posicionamiento en interiores; BLE; Algoritmos de determinación de la posición; Métricas de rendimiento; Nodos de referencia
• Keywords:Design; Wireless indoor positioning systems; BLE; Location determination algorithms; Performance metrics; Reference nodes