in modo da coprire tutta la superficie utile. La disposizione scelta per questi nodi ci ha permesso di realizzare una sperimentazione del sistema su di un’area complessiva di circa 1000mq.
5.3 Procedura di installazione
Particolare attenzione è stata dedicata alla caratterizzazione del canale wire- less che rappresenta un aspetto essenziale per il buon funzionamento del sistema di localizzazione, in quanto da essa dipendono i risultati della stima della di- stanza. Caratterizzare il canale radio significa determinare la sua costante di propagazione. Determinare la costante di propagazione in un ambiente indoor non è cosa banale, vi sono un’infinità di contributi da tenere in considerazione. Un metodo è quello di utilizzare le costanti di attenuazione ottenute da mo- delli statistici ma spesso il modello ottenuto si discosta in maniera importante rispetto al comportamento reale e quindi tutto il sistema di localizzazione non avrebbe fondamenta solide.
L’altra alternativa è quella di determinare la costante di attenuazione del ca- nale wireless per via sperimentale cioè facendo delle misure direttamente nello ambiente indoor per il quale ci interessa determinare la costante di attenua- zione. Per risalire ad n si è pensato bene di posizionare l’antenna ricevente a distanza nota dal trasmettitore in modo che l’unica incognita sia proprio n. Per ogni valore di distanza noto si va a valutare l’indice RSSI, otterremo un diverso valore di n per ogni punto; la costante di attenuazione non può avere un diverso valore per ogni valore di distanza ma deve essere un valore che descrive la propagazione in un determinato contesto a tutte le distanze. Come prima cosa si è definito un set di distanze di riferimento dove si andranno a realizzare le misure di RSSI e qundi si risalirà al valore di n per ogni valore di distanza. Il set delle distanze di riferimento utilizzato è il seguente: 1, 2, 3, 4 e 5metri.
Così facendo ottengo una caratterizzazione del canale per punti, se vogliamo una caratterizzazione migliore l’alternativa sarebbe ripetere la procedura per un numero maggiore di punti o adottare delle tecniche di interpolazione quali, interpolazione mediante cubica, interpolazione mediante spline o interpolazione mediante minimizzazione dell’errore quadratico; il problema di questa tecnica è che parte comunque da pochi valori ed il valore di n ottenuto con più valori rispecchierebbe quello ottenuto con pochi. Abbiamo scelto di calcolare la co- stante di attenuazione media sulla base dei cinque valori ottenuti alle distanze di riferimento. Il calcolo di n avviene a partire dal valore in dBm dell’indice RSSI, abbiamo sottolineato più volte come in un contesto indoor-dinamico tale indice sia per sua natura rapidamente variabile allora si realizza l’acquisizione di almeno 25 valori di RSSI per ogni distanza di riferimento. A partire da
questi 25 valori si calcola un indice medio che poi viene utilizzato per calcolare la costante di attenuazione relativa a quella distanza di riferimento. La ragione per cui il nodo target invia trenta pacchetti in multicast agli anchor, serve a far in modo che ogni anchor calcoli un indice RSSI medio su un numero di pacchetti non inferiore a venticinque.
Per automatizzare la procedura di installazione si è definito un nodo “target for installation” che contiene un processo dedicato, tale processo viene avviato dall’utente mediante pressione del push-button. Dato che si deve far in modo che l’anchor acquisisca dei valori di RSSI a distanze prefissate la prima cosa da fare è posizionare l’anchor node nella posizione definitiva che occuperà all’iterno del sistema di localizzazione, occorre poi posizionarsi con il target a debita distanza.
Il push-button viene schiacciato dall’operatore non appena ha assunto la po- sizione ad un metro di distanza (prima distanza di riferimento) dal nodo anchor che si sta per installare. Appena il processo viene avviato il nodo target invia, alla frequenza di 4 pacchetti al secondo, un totale di 160 pacchetti con indirizzo multicast, nella migliore delle ipotesi tali pacchetti possono essere tutti ricevuti dal nodo anchor in questione che provvederà ad estrarre, per ogni pacchetto, il valore di RSSI. Il nodo anchor realizza un controllo sul totale dei pacchet- ti ricevuti ogni volta che ne riceve uno nuovo, non appena ne ha ricevuti 50 realizza delle operazioni di calcolo della media e della deviazione standard sui valori di RSSI associati. La media e la deviazione standard vengono utilizzati per ripulire l’array dei valori di RSSI salvati, in modo da eliminare quei valori che si discostano dalla media in eccesso o in difetto di una quantità pari alla deviazione standard. Dopo la ripulitura avremo un array di valori ridotto ma ripulito da valori anomali che possono condizionare il calcolo della media. Se il numero dei valori di RSSI all’interno dell’array ripulito è maggiore o uguale a 25 si passa a calcolare la nuova media che verrà memorizzata come valore di potenza ricevuta alla prima distanza di riferimento ed inoltre si va a settare un flag che permette l’invio di un messaggio di ack da parte dell’anchor al target di installazione. Una volta che il target riceve questo messaggio considerata andata a buon fine l’acquisizione dei valori di RSSI alla prima distanza di rife- rimento, quindi permette all’utente di continuare la procedura di installazione segnalandolo all’utente tramite il led integrato nell’Hardware.
Nell’ipotesi che la procedura sia andata a buon fine l’utente si sposta alla seconda distanza di riferimento dal nodo anchor per poi schiacciare di nuovo il push-button che da inizio alla procedura di acquisizione dei valori di RSSI alla seconda distanza di riferimento, e così fino alla quinta ed ultima distanza di riferimento. Alla quinta distanza di riferimento il target controlla che il pac- chetto di ack dell’anchor sia stato ricevuto, in caso affermativo invia all’anchor un pacchetto di ’fine installazione’ che permette all’anchor di settare un flag
5.4 Interfaccia multifunzione di installazione e gestione