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http://hdl.handle.net/10773/23806
Title: | Soalho inteligente e sensores de movimento, backscatter e piezoelétricos |
Author: | Oliveira, Mariana Esteves de |
Advisor: | Carvalho, Nuno Borges Pinho, Pedro Renato Tavares de |
Keywords: | Engenharia eletrónica e telecomunicações Movimento - Sensores Microcontroladores Soalhos - Sensores inteligentes |
Defense Date: | 2018 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | 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. 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. |
Description: | Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/23806 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DETI - Dissertações de mestrado |
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