Introduction
La technique la plus courante pour la localisation intérieure, déterminant la position d'un observateur à l'intérieur d'un espace clos, est l'approche de suivi du point bleu. Un algorithme côté client suit activement les signaux dans son environnement pour déterminer la position de l'observateur dans le contexte des signaux reçus. Les types de signaux électroniques reçus peuvent aller des signaux 802.11.x (WiFi, Bluetooth, etc.) à la détection d'anomalies magnétiques. Cette méthode est considérée comme une approche active côté client.
Une méthode différente consiste à effectuer le positionnement côté serveur. L'environnement lui-même est configuré pour rechercher les signaux environnants et corréler les signaux correspondants provenant de divers points dans l'environnement. Cela s'appelle une approche passive côté serveur.
Nous (le Applications Prototype Lab) avons voulu explorer un peu plus l'approche passive car elle permet une plus grande flexibilité dans les types d'appareils pouvant être enregistrés. Puisqu'aucun logiciel supplémentaire n'a besoin d'être installé sur un appareil d'intérêt, nous pouvons détecter un nouveau matériel dans notre environnement in situ. Cependant, comme nous devons recevoir plusieurs enregistrements de notre environnement, une disposition matérielle appropriée est nécessaire pour garantir une couverture adéquate.
Nous voyons un potentiel pour les services de localisation basés sur serveur dans le contexte de la détermination de l'empreinte numérique et du flux de trafic au sein d'un lieu donné. Pour une entreprise, cette approche pourrait être utile pour les efforts de planification et de conception ainsi que pour fournir des informations à la demande en situations de contingence.
Disposition du prototype
Voici la stratégie générale que nous avons mise en œuvre. Le point bleu dans le diagramme représente un dispositif de balayage (boîte bleue) recherchant activement des signaux. Pour ce prototype, nous nous sommes concentrés sur la détection des montres intelligentes, routeurs sans fil, téléphones portables et ordinateurs portables.
En utilisant plusieurs boîtes bleues, nous avons construit un environnement en suivant les signaux dans notre zone de bureau. Les boîtes bleues soumettent les signaux qui sont enregistrés par un service central dans le cloud. En plus de fournir un service centralisé de collecte, le service cloud nous informe sur l'état actuel du matériel des boîtes bleues et fournit un mécanisme de mise à jour logicielle.
Matériel
Pour construire notre prototype de boîte bleue, nous avons utilisé une carte Raspberry Pi Zero W fonctionnant sous Raspian Jessie 4.9.24. Le matériel Zero est pratique car il dispose déjà d'une puce Bluetooth et WiFi intégrée. Comme nous utilisons la puce intégrée pour la communication avec le service cloud, nous avons besoin d'un adaptateur sans fil supplémentaire (vu comme le dongle) pour agir comme module scanner.
Pour simplifier, nous avons distribué les boîtes bleues autour de notre zone de bureau et les avons maintenues connectées à une prise électrique pour obtenir une collecte continue des données 24 heures sur 24.
Pour donner aux boîtes bleues une identité spatiale, nous avons écrit une application basée sur ArcGIS Runtime qui nous permet de placer la boîte bleue dans le contexte du bâtiment.
Méthodologie
Lorsque le Raspberry Pi démarre, il s'enregistre auprès du service cloud central. Lors de l'enregistrement, la boîte bleue se voit attribuer un identifiant unique basé sur l'adresse MAC, et des scripts côté client assurent que le logiciel existant est synchronisé avec la version fournie par l'environnement cloud.
Après la poignée de main initiale, la boîte bleue assume son rôle de scanner et est prête à recevoir les adresses MAC WiFi et à enregistrer le RSSI (indicateur de puissance du signal reçu) pour les appareils Bluetooth et WiFi. Ces informations sont envoyées au service cloud d'où nous pouvons utiliser un algorithme de trilatération pour positionner les signaux enregistrés. L'information de localisation est stockée comme une entité ponctuelle temporellement activée dans ArcGIS Online.
Résultats
La capture d'écran ci-dessous montre la distribution et la localisation des signaux reçus. Les points bleus sont des signaux Bluetooth enregistrés et les points couleur ambre sont des signaux WiFi. Les carrés rouges montrent l'emplacement des boîtes bleues dans le contexte du bâtiment avec leur identifiant unique associé. En utilisant la conscience temporelle du service d'entités, nous pouvons afficher les données en direct comme couche dans ArcGIS Pro ou dans une carte web.
Nous avons également développé un Addin ArcGIS Pro pour visualiser la distribution du contenu archivé par date et type d'appareil. Nous pouvons voir le début et la fin d'une journée de travail alors que le nombre d'appareils augmente tout au long de la journée. Une autre observation intéressante est la chute des appareils Bluetooth pendant les nuits et les week-ends.
Conclusion
Nous avons prototypé un service de localisation basé sur serveur et intégré notre solution dans ArcGIS Enterprise. Pour notre prototype boîte bleue, nous avons utilisé une approche matérielle à faible coût qui a le potentiel de s'étendre au-delà de notre environnement test. Nous avons écrit des applications auxiliaires pour ArcGIS Runtime (iOS) et l'application ArcGIS Pro afin de faciliter la configuration et l'analyse des informations enregistrées. Avec l'approche décrite, nous voyons le potentiel d'une détection omniprésente offrant une précision intérieure d'environ 8 – 20 m / 24 – 60 ft.
