Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/10773/29638
Title: | SDR reader for passive backscatter sensors |
Other Titles: | Leitor SDR para sensores passivos backscatter |
Author: | Batista, Diogo Manuel Policarpo |
Advisor: | Oliveira, Arnaldo Silva Rodrigues de Carvalho, Nuno Borges |
Keywords: | IoT Backscattering Wireless sensor networks Reader Receiver Digital signal processing SDR Python |
Defense Date: | Jun-2019 |
Abstract: | As the Internet of Things concept moves closer to reality, some technological
gaps come to light and require addressing. Advancements in reader
technology are needed in order to achieve higher degrees of capability and
adaptability at lower costs. Conventional readers are currently priced in the
range of thousands of euros. It’s crucial to lower this entry barrier, because
the lower it gets, the more attractive IoT solutions will become and the faster
the global network of sensors will grow. Improvements in the performance
and cost of single board computers such as the Raspberry Pi and also of
RF front-ends such as the RTL-SDR have opened the way to a new class of
ultra-low-cost readers. This dissertation aims to explore a new possibility of
reception and demodulation of an RF signal transmitted from a passive sensor
using the aforementioned technologies. The final prototype’s architecture
was designed and implemented to facilitate the reception, conditioning and
discretization/quantization of the ASK modulated RF signal by the RTL-SDR
based front-end, so that it can then be sent via USB into the Raspberry Pi
where its information will be processed through steps such as filtering, decimating,
demodulating, validating and integrating into the network. This process
is first introduced under the architectural point of view and then, under a
more detailed approach, in a description of the implementation. Testing results
are presented with variations of antenna distance and decimation ratio. The
prototype was tested in laboratory and field environments and the results are
promising. Also included are some potential future development suggestions
and a package of development tools. À medida que o conceito Internet of Things se aproxima cada vez mais da realidade, são também identificadas novas lacunas que necessitam de ser preenchidas. São necessários novos avanços na tecnologia de leitores, de maneira a que os mesmos fiquem mais capazes, baratos e adaptáveis. Os leitores convencionais situam-se presentemente, a nível de custo, na ordem dos dos milhares de euros. É importante baixar esta barreira de entrada, pois quanto menor esta for, mais atraentes serão as soluções IoT e maior será a velocidade de crescimento desta rede global. Melhorias de desempenho e preço em single board computers comercialmente disponíveis como o Raspberry Pi, e em receptores RF como os RTL-SDR abriram as portas a uma nova classe de leitores ultra-low-cost. Esta dissertação procurará explorar uma nova possibilidade de recepção e desmodulação sinal RF oriundo de tags passivos utilizando as tecnologias já mencionadas. A arquitetura do protótipo final foi desenhada e implementada de maneira a que o front end RF baseado numa dongle RTL-SDR, receba o sinal ASK oriundo da tag, e o acondicione e discretize/quantize, para então ser passado através de USB para o Raspberry Pi, onde o mesmo será processado sob a forma de filtragem, decimação, desmodulação, validação e integração em rede. Este processo é primeiro introduzido do ponto de vista arquitetural e depois, mais detalhadamente, é feita uma descrição da implementação. Serão também apresentados resultados de teste com variações de distância entre antennas e grau de decimação do sinal. O protótipo foi testado em condições de laboratório e de campo, os resultados obtidos são promissores. São adicionalmente deixados algumas sugestões de tópicos de trabalho futuro, juntamente com um manual de utilizador e um pacote de ferramentas uteis a eventuais futuros desenvolvimentos. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/29638 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DETI - Dissertações de mestrado |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Documento_Diogo_Batista.pdf | 34.97 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.