4.1. Đánh giá kết quả thu được của thiết bị định vị
Sau khi hoàn tất việc thiết kế phần cứng và phần mềm dành cho thiết bị, nhóm tiến hành kiểm tra chức năng hoạt động của thiết bị thiết kế. Các lỗi đề cập ở phía trên đã được khắc phục triệt dé.
© com - n x
load: 0x40080400, len: 3028
|lentry 0x400805e4 initBoard
{Connecting to Wi-Fi.
|Connected with IP: 192.168.123.38
jok
Ranging Master Starting [Device found
SX1280, PACKET TYPE RANGING, 2444999936hz, SF8,BW812500,CR4:5 SX1280, PACKET TYPE_RANGING, Preamble 12,Explicit, PayloadL_0,CRC_ON,1IQ NORMAL, LNAgain HighSensitivity
Reg 0 1 2 3 4 5 67,8 9 A BCODEF 0x900 80 00 89 41 20 FA BC 13 C1 80 00 00 00 00 00 61 v
< >
Autoscroll_ [[] Show timestamp Newline v |115200baud v| , Clear output
Hình 4.1. MCU ESP32 đã có thể kết nối với SX1280 Như hình 4.1. Ta có thê thấy ESP32-C3 đã kết nối được với SX1280 và đọc được
các giá trị thanh ghi có trong SX1280
Hình 4.2 cho thấy quá trình hoạt động của phần cứng thiết bị.
Start Ranging
\Valid,Register,159,Distance,7.2 Start Ranging
Valid,Register,163,Distance,7.3 Start Ranging
\Valid,Register,155,Distance,7.0 Start Ranging
|Valid,Register,162,Distance, 7. 3 Start Ranging
\Valid,Register,127,Distance,5.7 Start Ranging
Valid,Register,120,Distance,5.4 Start Ranging
\Valid,Register,157,Distance,7.1 Start Ranging
\Valid,Register,114,Distance,5.1 Start Ranging
\Valid,Register,102,Distance,4.6 Start Ranging
\Valid,Register,119,Distance,5.4, TotalValid, 469, TotalErrors,1,AverageRAWResult,137,AverageDistance,6.2
Hình 4.2. Quá trình hoạt động cua phan cứng thiết bị
69
Ta thấy thiết bị hoạt động đúng như thiết kế, sau 10 lần đo giá trị sẽ cho ra một giá trị trung bình và tính tổng số lần rớt gói tin.
4.1.1. Kiểm tra kết quả hoạt động của anten
Dựa vào mô phỏng trên phân mém ve độ bức xa của anten, từ hình trên nhóm phat triên có thê nhận định răng anten trên có độ bức xa tot.
dB(DirTotal)
2.9030e+000 -8, 6535e-051 -4, 3138e+888 -7. 6621e+050
=1.8111e+881
=1. 3159e+881
=1, 62076+891
=1. 925Be+881 -2, 25 le+f11
=2, 53556+g1 -#, 8uủ1e+ủỉ1 -3. 1Ù3e+81
-8. 4498e+881
=8, 75uBe+l1
-1, 8595e+881 -t#. 3643e+881 -4, 6691e+001
Hình 4.3. Độ bức xa của anten thiết kế sẵn
Ta có thể quan sát thấy chốt nạp và các vòng bức xạ có dòng điện tương đối đồng đều
lan truyền xung quanh các bộ phận của chính nó. Do đó, đạt được mô hình bức xạ đa
hướng. Trên đồ thị khi công suất vô tuyên được bức xạ như nhau theo hướng hình bánh rán với định hướng hau hết cao hơn 2 dB ở tần số trung tâm cho băng tần hoạt
động 2.4GHz.
Hình 4.4. Mạch Anten trên thực tế Khi đo Anten thực tế với máy phân tích tín hiệu vector S-A-A v2, ta được kết quả thu
phát của Anten như sau:
Hình 4.5. Quy trình kiểm tra Anten phân cực tròn
71
Hình 4.6. Kết quả do được tai tan số 2.4GHz
a. rae
4.1.2. So sánh độ chính xác với thiết bị định vị có san sử dụng Anten phân
cực tuyến tính Chúng ta so sánh hai kết quả đo hai Anten bằng giá trị RToF thu được, vì phép đo RToF cần độ chính xác cao nên khi slave ở các vị trí phức tạp như trong phòng kín
hoặc đang di chuyên từ phòng này sang phòng khác sẽ dẫn đến sai lệch giá trị rất lớn. Với Anten phân cực tuyến tính thì các giá trị đã đo được hoàn toàn không thé đưa ra
độ chính xác cao nêu như không sử dụng các bộ lọc sau khi đo.
Từ các phép đo và đánh giá như trên, Anten phân cực tuyến tính sẽ không thích hợp cho các phép đo trong nhà, trong khi đó kết quả đối với Anten phân cực tròn rất khả quan và có thể giảm sự ảnh hưởng của môi trường nhiều vật cản từ ba đến mười sáu
lân so với Anten phân cực tuyên tính.
Nw C2 C2 ®> + Ca Cai CC © ta C CA C CA C CA C
Measured distance (m) a
0 5 10 15 20 5 30 35 402
Real distance (m)
—Real RToF Value
Hình 4.8. Kết qua do RToF ở môi trường trong nhà với Anten phân cực tuyén tinh
73
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Real distance (m)
—Real RToF Value
Hình 4.9. Kết qua do RToF ở môi trường trong nhà với Anten phân cực tròn
Bang 4.1. So sánh cụ thể sự khác nhau về kết quả đối với hai loại Anten
Om — 10m 10m — 25m 25m — 36m
LP CP LP CP LP CP
Độ lệch chuẩn (m) 8.913 0.895 5.894 1.879 6.597 3.61
Sai số tuyệt đối (m) | 17.32 0.775 8.514 1.725 13.88 3.271 Sai số trung bình (%) | 420.3 25.11 50.43 14.63 44.07 17.29
4.1.3. So sánh độ rớt gói tin của thiết bị
Đôi với các master ở vi trí 1 và 2, tỉ lệ rớt gói tin thap hơn nhiêu so với master ở vi
trí 3. Vì vị trí đặt khuất sau tường dày có thê gây nhiễu cho thiết bị. Tỷ lệ rớt gói tin
ở các vị trí được thé hiện theo bảng sau
Bảng 4.2. Tỷ lệ rót gói tin ở các vị trí
0.07% 1.60% 5.15%
0.41% 0% 2.26%
0.41% 2.39% | 12.80%
0.23% 0.73% 4.70%
0.55% 0% 1.88%
Slave MIB |OC2 | |
4.2. So sánh độ chính xác định vi của các vị tri đo
Đối với vị trí 1 và 2, do vị trí năm ở hành lang có điều kiện tầm nhìn thăng nên kết quả định vi cho ra rất tốt. Một số lần đo vị trí bị lệch vào khu vực E6.8 nhưng
không đáng kê.
Hình 4.10. Tổng hợp các vị trí do được tại nut 1
75
Hình 4.11. Tổng hợp các vị trí do được tại nút 2 Đối với các vị trí ở trong các phòng, độ chính xác bị giảm đi do các bức tường dày hay thiết bị điện tử gây nhiễu.
=— a
Hình 4.12. Tổng hợp các vị trí do được tại nut 3
Hình 4.13. Tổng hợp các vi trí do được tại nút 4
Đôi với các vi trí đo được ở các vi trí bị khuât bởi các bức tường dày, tuy độ sai lệch
lớn hơn mức cho phép nhưng giá trị khá ôn định bởi việc sử dụng anten đa hướng.
77
Việc sử dụng kỹ thuật lưu vết nhớ giá trị có thể xác định tốt vật thé đang ở phòng nao tại tang 6. So với những khu vực có diện tích rộng hon va it tường bao phủ hon, hệ thống có thể đạt độ chính xác lên đến tối đa 3m.
Bang 4.3. Kết quả thực nghiệm đổi với từng vị trí do
Số lượng | Số lần đo đúng | Tilé | Độ chính xác
STT | VỊ trí node
do vi tri phong (%) (m)
1 E6_nodel 4000 3712 92.8 2.77
2 E6_node2 4000 3973 99.325 1.957
3 E6_node3 4000 3281 82.025 5.44
4 E6_ node4 4000 3434 85.85 4.67
5 E6_node5 4000 3616 90.4 3.07