İki nesne arasında kısa mesafeli mesafe belirleme seçenekleri

Aklımda bir proje fikrim var, ancak iki kişi arasındaki mesafeyi hesaplamayı içeriyor. Bluetooth, RFID ve NFC (bu konuda emin değilim) içine baktım, ancak hiçbiri ihtiyacım olan doğruluğu sunmak için görünmüyor (Ben en iyi acemi değilim, bu yüzden bu konuda düzeltilmekten memnuniyet duyarız).

Bluetooth: yalnızca birisinin menzil içinde olduğunu veya menzil içinde olmadığını algılayabildiği görülüyor. Ve bu aralık ne yapmak istediğim için iyi çalışıyor olsa da (~ 30 feet yaygın mı?), İdeal olarak bu aralıktaki mesafeleri 5 fit aralıklarla belirleyebilirim.

RFID: sadece çok kısa (alt metre) mesafelerde çalışıyor gibi görünüyor.

NFC: Emin değilim

Bu seçeneklerden biri işe yarar mı yoksa işe yarayabilecek başkaları var mı? Yoksa GPS tek rota mı?

GÜNCELLEME: Fikir çocuk güvenliği "net" dir. Bir çocuğun üzerinde sadece bir sinyal göndermesi gereken bir tür işaretçi olurdu ve daha sonra alıcı ebeveyn üzerinde olacaktır. Bu şekilde, çocuk ebeveynden x mesafeden uzaklaşırsa, ebeveyne bildirilir.

İdeal olarak ebeveyn, bulundukları ortama (kalabalık şehir caddesi - küçük yarıçap, park - büyük yarıçap) bağlı olarak farklı bir izin verilen mesafe ayarlayabilir.

Bu fikir patentli olabilir, bu nedenle ticari bir proje için uygun olmayabilir, ancak manyetik alanları kullanarak bir elektronik cihazın diğerine göre konumunu ve yönünü makul bir doğrulukla ölçebilirsiniz. Bu nasıl Polhemus ve Yükseliş izleyicileri çalışır. VR hareket takibinde ve ameliyat sırasında ameliyat sırasında cerrahi aletlerin pozisyonunu izlemek için kullanılırlar.

Temel kavram, bir bobin kümesi iletmek ve diğerini almaktır. Verici bobinleri ses frekansı dönüşümlü manyetik alanlar yayar ve alıcı bobinler daha sonra üç alıcı bobinlerdeki alanların genliğini ölçer.

Bu hesaplamaları yapmak için çevrimiçi olarak bazı kodlar vardır. Adamın proje sayfasına da bakabilirsiniz: OpenIGTLink kullanarak açık kaynaklı elektromanyetik izleyiciler .

Bu, oldukça karmaşık olduğu ve aradığınızdan çok daha fazla bilgi verdiği için, aradığınız sistem olmayabilir. Bununla birlikte, size sadece mesafe veren daha basit bir algoritma kullanılabilir.

Sixense adlı bir şirket, içinde 6DOF sensör bulunan bir oyun kumandası yapıyor. Yine de bu teknolojiyi projenize entegre etmenin ne kadar kolay olacağını bilmiyorum.

Güncelleme:

Artık başvurunuzun ne olduğunu bildiğime göre, çok benzer bir uygulama düşünüyorum. Benim önerim şu olurdu:

Üç dik bobin yaklaşımını kullanın. Hem annenin hem de çocuğun bir dizi bobini vardır. Çocuk verici olur. Her birkaç saniyede bir, alt modül sırayla her bir bobin üzerinde bir akustik frekans manyetik alanı iletir. Ana modül, bobinlerinde indüklenen voltajın genliğini ölçecektir. Genlik çok düşükse veya birkaç saniyeden daha uzun bir süre herhangi bir sinyal duyulmazsa, alarm çalar.

Bu uygulamayı Bluetooth ile yapmayı düşünebilirsiniz. Pazar, teknolojiden çok itici faktördür. Açıklamama izin ver:

• BT daha ucuz ve uygulaması daha kolay olacak
• Çocuk hareketleri kablosuz 'performansını etkilemeyeceğinden, kablosuz bu uygulamada diğerlerinden (ses, ışık vb. Varyasyonlardan) daha iyidir, diğerleri çocuğun hareketine karşı hassastır
• Tüm telefonlar BT ile birlikte gelir, böylece ebeveynin taşıması gereken ikincil bir cihazı ortadan kaldırırsınız, telefondaki uygulama henüz düşünmediğim şekillerde daha fazla değer katabilir, ancak oradalar.

Teknik uygulama açısından:

• Kontrol edilebilir çıkış gücüne sahip bir BT cihazı kurarım. SPP veya benzeri bir şey kullanarak, istenen çıkış gücünü programlayabilir ve mesafe üzerinde biraz kontrol sahibi olabilirim.

• İç mekan ve dış mekan performansı çok değişecektir, ancak iç mekanda olup olmadığınızı (GPS kullanarak veya daha azı) olup olmadığını öğrenmek ve gerekli ayarlamaları yapmak için telefonu kullanabilirsiniz.

Bu işi% 100 yapmak için çok fazla deney yapmanız gerekiyor (bazı durumlarda bile iyi çalışmaz) ama önsezim yeterince iyi olacak.

TI, 8 bit uC ile BT düşük enerjisini (BTLE) destekleyen bir IC'ye (CC240 veya bunun gibi bir şey, lütfen TI sitesine bakın) sahiptir. İyi programlama ve iyi donanım tasarımı ile, bunu anahtarlık boyutunu (bankaların kullandığı) 10 $ 'dan daha az yapabilirsiniz. (BT'yi desteklemez, ancak BTLE'yi desteklemez), USB ile şarj edilir ve bir hafta boyunca çalışan bir pile sahiptir.

Uygulamanızı bilmiyorum ama kısa mesafeleri doğru bir şekilde ölçebilen bir cihaz Maxbotics LV-MaxSonar-EZ cihaz ailesi gibi akustik bir menzil bulucu. Hem dijital hem de analog çıkışlar sağlar ve bir inçe kadar çözebilir. Bununla birlikte, bir veya iki kişinin cihazda yanlarında olması gerekir.

İyi fikir. Aslında ilk duyduğumu sanırım 25 yıl önce :-) ve muhtemelen daha önce vardı.

Çok geniş bir mesafe ölçümü için iki yaklaşım düşünebilirim (iki nokta arasında, böylece üçgenleme göz ardı). Hızı bilerek açma süresini ve mesafeyi türetmek veya güç düşüşünü ölçmek ve kaynak gücünü bilerek mesafeyi türetmek. İnsanlar birçok farklı ölçüm cihazının inkarantasyonlarında ışık, ses (sesli ve ultrason) ve RF kullandılar.

Sizi caydırmak istemiyorum ama bazı karmaşıklık kaynaklarına dikkat çekeceğim:

• Parazit - cihazınızı birçok kişi kullandığında ne olur, cihazlar birbirini engellememelidir.
• Görüş alanı - görüş alanı olmadığında ne olur, örneğin kalabalıklar, iç mekan, süpermarket raflarının arkasında, vb. Ölçüm mesafesi oldukça karmaşık hale gelebilir. GPS, uydu sinyalin olmadığı durumlarda da çalışmaz.
• Yasal kaygılar.

Bunu telefon gibi başka cihazların üzerine kurarsanız, bu sorunlardan bazıları sizin için çözülmüş olurdu. Telefon dışında eksiksiz bir çözüm düşünemiyorum.

Aksi takdirde teknoloji seçimi fiyat hedefinize, üretim hacminize, istenen hassasiyete ve diğer özelliklere bağlıdır, genel bir cevap vermek zordur. İlk düşüncem, RF kullanmaya ve gidiş-dönüş süresini ölçmeye bakmak, belki de lazer menzil buluculardan ve / veya kablosuz el cihazlarından bazı bileşenleri yeniden kullanabilirsiniz. Zorluk, ışık hızıyla uğraşmanızdır, bu nedenle oldukça iyi bir zamanlamaya ihtiyacınız vardır.

Benzer uygulamalar için üçgenleme sınırlarını göz önünde bulunduruyorum. Yüksek lisans tezimi , sabit bir sensör dizisiyle yönü belirlemek için kullanılan bir yöntem olan ışın şekillendirme üzerine yazdım . Araba motorları gibi sürekli sesler için yön bulma ile çalışıyordum, ancak bu muhtemelen bu gerekli değildir. Hüzmeleme, sadece düğüm üzerindeki farklı sensörlere varış süresindeki farkı ölçerek dürtü sinyalleriyle oldukça iyi çalışır. Sensörlerin uzamsal konfigürasyonunu bilmek, menşe yönü hesaplanabilir. Belirli bir düğüm için tüm sensörlerinizin tek bir düzlemde olmadığından emin olun ve hatta 3 boyutlu bir kaynak yönü elde edebilirsiniz. Bilinen yerlerde birden fazla ayrılmış sensör düğümünüz varsa, kaynak konumun üçgenlenmesi önemsizdir. Sistem keskin nişancılar yerini belirlemek için çok, çok iyi çalışıyor. Çocuğunuz önceden ayarlanmış bir sensör alanına keskin nişancı tüfeği atıyorsa, sorun çözüldü! Yaratabileceğim diğer sorunlar hakkında hiçbir garanti vermememe rağmen.

Sınır, herhangi bir tek düğümün kaynağın kaynağına göre yalnızca yönünü hesaplayabilmesidir. Bununla birlikte, her bir düğüm üzerinde birden fazla sensör bulunduğundan, hesaplamalar düğümdeki her sensörü bir başlangıç ​​noktası olarak kullanarak tekrar tekrar gerçekleştirilebilir . Dört sensör, dört yön. Mükemmel bir dünyada, bu üç alanda bir konumu üçgenlemek için fazlasıyla yeterli bilgi. Çocuğunuza sık sık benzersiz bir uyarı sinyali veren bir cihaz takın, uygun bir sensör düğümü tasarlayın ve evde bulunmamalısınız.

Ama sonra eğlenceli kısımlara girersiniz. Ne tür sinyaller? Sensör düğümü neye benziyor? Sinyaliniz olarak EM radyasyon kullanıyorsanız, sinyal varışının çok hassas zamanlamasına veya çok geniş bir sensör aralığına veya her ikisine birden sahip olmanız gerekir. Taşınabilir olmasını istediğiniz için, bu muhtemelen pratik değildir; varış zamanı farkı yarım nanosaniyenin altında olacak! Sesi düşünürdüm. Varış zamanlarını bu şekilde zamanlamak çok daha kolay. Çocuğa ara sıra ultrasonik nabız yayan bir cihaz taşımasını sağlayın, mesela saniyede 10 uS 100 kHz nabız. Yeterince yüksek hiçbir insan ve hayvanın çoğu onu duyamaz. Kiriş şekillendirme ve nirengi hesaplamaları yapmak için uygun bir mikroişlemciye veya FPGA'ya bağlanmış, üstgeçit filtreleri olan bir dizi mikrofon taşırsınız.

Şimdi, bunların hepsi teoride çalışıyor. Uygulamada, ses hızı, örnekleme hızları vb. Yerel değişimler hataya neden olacaktır. Ne kadar hata, hesaplamak için oturmadım. Bununla birlikte, bu tür şeylerin ne kadar iyi çalışabileceğinin sınırlarını zorladığından şüpheleniyorum. Bununla birlikte, çok ucuz, muhtemelen patentsiz olacak ve EM spektrum lisansı ile ilgili herhangi bir problemden kaçınacaktır.

Ses spektrumu lisansı olup olmadığından emin değilim ...

Uygulamanız aşağıdaki gibi üreticiler tarafından üretilen ultra geniş bant (UWB) menzil sistemleri için idealdir:

• Bespoon
• Decawave

Her iki üretici de değerlendirme kitleri satıyor. Ayrıca, bazıları yerleşik antenleri olan, bir ürüne fişlerinden daha kolay entegre olan (ancak daha pahalıya mal olan) modüller satıyorlar.

Bu sistemler, bir "sorgulayıcı" ile bir "etiket" arasındaki darbeli bir radyo sinyalinin uçuş süresini ölçerek çalışır (her üretici farklı bir terminoloji kullanır). Alınan sinyalin gücünü kullanan her şeyden çok daha doğru ve güvenilirdir (tipik olarak, Wifi veya Bluetooth tabanlı tüm değişen çözümler). Kısa menzilde, doğruluk bir santimetre civarında olabilir ve daha uzun menzilde azalabilir. Menzil, özellikle açık havada park gibi "kolay" bir ortamda 20-70 m olabilir.

Tüm RF sistemlerinde olduğu gibi, her şey ticaret-off ve teknik olmasıdır olabilir çok yüksek doğruluk ulaşmak veya uzun menzilli o anlamına gelmez olacak küçük bir güç bütçesi ve / veya sub-optimal kompakt antenle.

GPS bir seçenektir, ancak anten gökyüzünü iyi görmediğinde doğruluk zayıf olabilir (örn. Bir torbanın altında, üzerinde eşya bulunan veya kapalı bir elde tutulduğunda). Bazı çok kompakt düşük güçlü GPS modülü piyasada mevcuttur, muhtemelen bir teknolojiye veya diğerine geçmeden önce karşılaştırmalı bir değerlendirme yapmalısınız.