Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Herramientas para la planificación de lectores RFID Activos e implementación de servicios de localización

Nace en Cartagena en 1986. En 2009 obtiene la licenciatura de Ingeniero en Telecomunicaciones por la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT). A continuación cursa un máster en la Universidad Politécnica de Cartagena obteniendo el título de Máster en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, a la vez que la suficiencia investigadora en el año 2010.  También, ese mismo año obtiene una beca de la Fundación Séneca en el marco de “Becas Asociadas a la Realización de Proyectos de I+D, Innovación y Transferencia de Tecnlogía” para trabajar desde la UPCT en colaboración con la empresa Digital-Home, en un proyecto de I+D+i para el desarrollo de sistemas de localización en interiores basados en tecnología RFID. Paralelamente está realizando su tesis doctoral en el campo del electromagnetismo, trabajando en el estudio y diseño de antenas reconfigurables electrónicamente. En el año 2012 ha realizado estancias externas en Belfast, en la “Queen’s University”. Posee comunicaciones en congresos nacionales e internacionales, así como publicaciones científicas en revistas de carácter nacional e internacional.


Resumen del proyecto de investigación en I+D+i

El presente trabajo de investigación se enmarca de un proyecto global de I+D+i entre la empresa Digital Home y la UPCT para el desarrollo de un sistema de localización de ítems (objetos o personas) en entornos acotados de interior y exterior mediante tecnología RFID Activa.

Un sistema de localización estima la posición a partir de parámetros de la señal generada entre un terminal móvil y varias estaciones base (lectores), después procesa la señal medida mediante un algoritmo de localización que estima la posición del terminal. Como ya se ha comentado, de las medidas que se pueden realizar, lo más común, barato y disponible en cualquier transceiver inalámbrico es la medición de la potencia de señal recibida (RSS).

En el presente proyecto se trabaja con radios que operan a 2,4GHz. En un entorno interior el canal inalámbrico a 2.4GHz se comporta de forma estocástica y es complejo de caracterizar debido a la disposición física de los muros y obstáculos, el predominio de la propagación NLoS (No Line of Sight), es decir sin tener visión directa entre el emisor y el receptor, y efectos de desvanecimientos de la señal (fading) debidos al multicamino (multipath) y la propia naturaleza dinámica del entorno (movilidad de objetos y las propias personas). Por tanto se constata que la potencia de la señal recibida RSS no sigue un modelo determinista ideal sino que es una variable aleatoria difícil de modelar y dependiente del entorno y escenario de interés [Rappaport].

A su vez los algoritmos de localización se pueden clasificar como basados en la distancia o como un problema de reconocimiento de patrones. Así un ejemplo de algoritmo basado en distancia sería el que usa la triangulación [LBS] donde, a partir de un modelo de canal, se calcula la distancia relativa de un terminal con al menos tres estaciones base para estimar su posición. Debido a la naturaleza estocástica de un canal inalámbrico estos métodos producen errores bastante elevados y no son muy aconsejables para interiores.

Por su potencial, en el presente proyecto se parte de la técnica de fingerprintpara hacer la investigación en algoritmos de localización basados en reconocimiento de patrones que usa como señal característica la potencia de la señal recibida o RSS.

Área de conocimiento

Matemáticas, Ciencias de la computación y tecnología informática, Tecnología electrónica y de las comunicaciones

Grupo de investigación

Ingeniería Telemática

Director científico

Alejandro Martínez Sala

Universidad/ Organismo publico de Investigación

Universidad Politécnica de Cartagena

Centro tecnológico o empresa y sector de actividad

Digital Home S.Coop., Empresa de Base Tecnológica

Tutor en el Centro Tecnológico/Empresa

Francisco Pujol García

¿Tiene el Centro Tecnológico o Empresa unidad de I+D?

Período de Actividad

01/01/2010 - 31/12/2012

Estado del proyecto

En desarrollo

Principales conocimientos y técnicas o resultados de la investigación que se pretende transferir a través del proyecto

  1. Plataforma de servicio de localización sobre la que se asiente una capa de aplicación
  2. Hardware y software desarrollados que sostienen la plataforma
  3. Procesos de planficación, calibración y puesta en marcha del sistema
  4. Técnicas en procesado de señal: reconocimiento de patrones mediante máquinas de aprendizaje basadas en redes neuronales.
  5. Evaluación del sistema de localización básandose en: coste, estacalabilidad, precisión, repetición y tiempo de respuesta.

Resultados destacables

Principales resultados

Durante el desarrollo del proyecto se han logrado diversos resultados con éxito hasta la fecha. Los resultados más destacados se resumen en tres:

1. Localización de objetos y personas en interiores/exteriores a nivel de habitación. Tests en diferentes entornos, nos han ofrecido resultados que demuestran la capacidad del sistema de localizar objetos tanto estáticos como en movimiento con precisiones de área de hasta 4x4m2 a la vez que con un grado de robustez y repetibilidad alto. Además, el hecho de utilizar simplemente la RSS de la señal, hacen que el sistema sea de muy bajo coste, por la facilidad que supone obtener dicha información con hardware convencional.

2. Desarrollo de un proceso de planificación semi-automatizada para la colocación de las antenas RFID. Proceso basado en la cobertura de las antenas que permite optimizar el servicio de localización bajo un pliego de condiciones impuesto por el usuario (número de zonas a localizar, topología del entorno, bandas de frequencia libres...).

3. Diseño de arquitectura de un motor de localización basado en técnicas de reconocimiento de patrones. A partir de un estudio en profundidad en diversas técnicas publicadas en la literatura científica, se han desarrollado algoritmos propios de procesado de señal para el filtrado y procesamiento de los paquetes de información muestreados por las antenas RFID con el fin de ajustar y precisar la localización de la radio que actúa como Tag (objetivo) en el sistema.


Principales indicadores de producción científico/técnicos obtenidos

Publicaciones relacionadas con el trabajo de investigación desarrollado durante la actividad:

Congresos Internacionales

1. Martinez Sala, A. S.; Guzman-Quiros, R.; Egea Lopez, E.," Using neural networks and Active RFID for indoor location services", RFID Sys Tech, Junio 2010, Ciudad Real, España
2. Martinez Sala, A. S.; Guzman-Quiros, R.; Egea Lopez, E.," Active RFID Reader clustering and neural networks for indoor positioning", EURASIP RFID, Septiembre 2010, Cartagena (Murcia), España

Congresos Nacionales

1. A. Martínez-Sala, R. Guzmán-Quirós, E. Egea-López, "Influence of the variability of the channel in an indoor location system", VIII JITEL (Symposium on Telematics Engineering), Junio 2009, Cartagena (Murcia), España
2. A. Martínez-Sala, R. Guzmán-Quirós, E. Egea-López, " of the effect of the number of access points on the error of an indoor location system", XXIV URSI (International Scientific Radiocommunications Union) Symposium, Febrero 2009, Santander (Cantabria), España


Repercusión y utilidad para la Empresa/C.T. en términos de creación o mejora en procesos productivos o servicios.

Digital Home apuesta por diferenciarse y ampliar los servicios y cartera de clientes con una solución de RFID Activa de localización. El presente proyecto es una apuesta tecnológica innovadora, con un producto con un núcleo tecnológico reutilizable para muchos nichos de aplicación, que sirve para impulsar una empresa de base tecnológica en la Región de Murcia.

Formación obtenida en el C.T. o Empresa, tanto en la unidad de I+D como en otras unidades o departamentos

En la empresa Digital Home he podido obtener formación en las siguientes áreas:

  1. Formación en gestión de proyectos de TI: ITIL y PRINCE2
  2. Curso de evaluación de costes y riesgos en proyectos de TI

Valora tu experiencia personal de colaboración en un proyecto coordinado entre la Universidad y la Empresa/C.T.

La participación en esta colaboración Universidad-Empresa ha sido muy frunctífera y beneficiosa para mi formación tanto a nivel profesional como personal.

Durante estos tres años de beca se me ha brindado la oportunidad de trabajar en un proyecto innovador, en el que he tenido que participar actvamente como investigador, permitiéndome integrarme por completo en la generación de conocimiento para el desarrollo de nuevos productos y servicios en el seno de una empresa de base tecnológica. Esto me ha sido muy beneficioso en mi formación, puesto que me ha permitido integrarme con el mundo empresarial, a la vez que formarme a nivel técnico en el mundo de la investigación, permitiéndome tomar mucha experiencia. Por tanto, mi valoración la defino como muy positiva.

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