IT202000010975A1 - Mutual distance measurement system between mobile devices - Google Patents
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Description
?Sistema di misura di distanza reciproca fra dispositivi mobili? ?Mutual distance measurement system between mobile devices?
DESCRIZIONE DESCRIPTION
CAMPO DELLA TECNICA FIELD OF TECHNIQUE
La presente invenzione si riferisce ad un sistema di misura di distanza per dispositivi mobili che operano in tecnologia UWB (Ultra WideBand). The present invention refers to a distance measurement system for mobile devices operating in UWB (Ultra WideBand) technology.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE ART
La situazione legata alla pandemia di Covid-19 comporta la necessit? di rispettare specifiche norme di comportamento al fine di prevenire nuovi contagi. Una delle pi? importanti regole riguarda il distanziamento sociale. Il distanziamento sociale richiede che, a seconda dell?attivit? svolta e in base alle leggi vigenti, venga mantenuta una distanza minima di sicurezza dalle altre persone. Tipicamente le regole di distanziamento sociale impongono una distanza di sicurezza nell'ordine dei metri (ad oggi 1m per attivit? quotidiane non sportive, 2 metri per attivit? sportive). The situation linked to the Covid-19 pandemic entails the need to comply with specific rules of conduct in order to prevent new infections. One of the most important rules concern social distancing. Social distancing requires that, depending on the activity, carried out and according to the laws in force, a minimum safety distance is maintained from other people. Typically, social distancing rules impose a safety distance in the order of meters (currently 1m for non-sporting daily activities, 2 meters for sporting activities).
In numerosi casi il rispetto di tali norme risulta di non semplice applicazione. La presenza di molte persone all'interno di uno stesso immobile, ad esempio, o la concentrazione di un individuo nello svolgimento delle proprie attivit? (lavorative e non) fa s? che l'avvicinamento e il contatto accidentale fra diverse persone risulti particolarmente probabile e rischioso per la salute. In many cases, compliance with these rules is not easy to apply. The presence of many people within the same building, for example, or the concentration of an individual in carrying out his activities? (working and not) does s? that the approach and accidental contact between different people is particularly probable and risky for health.
Attualmente sono disponibili diverse tecnologie e diversi metodi per misurare la prossimit? di due oggetti liberi di muoversi nello spazio. Nella maggioranza dei casi ? previsto l'utilizzo di un dispositivo elettronico indossabile che comunica via radio con gli altri componenti del sistema, e ricava dal segnale radio le informazioni relative alla sua posizione rispetto agli altri (prossimit?) e/o nello spazio (sistema di localizzazione). Currently there are different technologies and different methods to measure the proximity? of two objects free to move in space. In most cases ? the use of a wearable electronic device is foreseen which communicates via radio with the other components of the system, and obtains from the radio signal the information relating to its position with respect to the others (proximity) and/or in space (location system).
Questi dispositivi utilizzano, principalmente, le tecnologie Bluetooh o Ultra Wide Band. These devices mainly use Bluetooth or Ultra Wide Band technologies.
Per il Bluetooth si usa solitamente il Bluetooth Low Energy per limitare l'energia necessaria e per permettere una lunga durata delle batterie di alimentazione del dispositivo indossabile. For Bluetooth, Bluetooth Low Energy is usually used to limit the energy required and to allow a long life for the power supply batteries of the wearable device.
Questa tecnologia sfrutta diversi metodi per calcolare la distanza fra due oggetti: This technology uses different methods to calculate the distance between two objects:
1) RSSI (Received Signal Strength Indication), 1) RSSI (Received Signal Strength Indication),
2) RTLS Beacon (BLE 4.1) o AoA AoD (angolo di arrivo e angolo di partenza) (da BLE 5.0) 2) RTLS Beacon (BLE 4.1) or AoA AoD (arrival angle and departure angle) (since BLE 5.0)
Il parametro RSSI ? un parametro relativo, non esiste un range ben definito, n? un legame standard fra la potenza reale e il suo valore. Inoltre il parametro RSSI ? specifico del chip utilizzato per la comunicazione. E' possibile quindi usare questo parametro per ricavare un trend (oggetti in avvicinamento o in allontanamento), ma lo stesso consorzio Bluetooth ne sconsiglia l'uso per una misura assoluta di prossimit?. The parameter RSSI ? a relative parameter, there is no well-defined range, n? a standard link between real power and its value. Furthermore the parameter RSSI ? specific to the chip used for communication. It is therefore possible to use this parameter to obtain a trend (objects approaching or moving away), but the same Bluetooth consortium advises against its use for an absolute proximity measurement.
La precisione di tale calcolo viene inoltre ridotta fortemente in presenza di un elevato numero di riflessioni e/o da un elevato numero di sorgenti radio nell'area di utilizzo. Tutte queste sorgenti (superfici riflettenti, dispositivi non appartenenti alla coppia ricevitore/trasmettitore che sta misurando la propria distanza) alterano la potenza ricevuta all'antenna, riducendo di molto la precisione della misura di distanza. Il limite di questa precisione ? nel range dei 3 m, ovviamente incompatibile con la misura delle distanze in gioco nel distanziamento sociale. The accuracy of this calculation is also greatly reduced in the presence of a high number of reflections and/or by a high number of radio sources in the area of use. All these sources (reflecting surfaces, devices not belonging to the receiver/transmitter pair that is measuring its own distance) alter the power received at the antenna, greatly reducing the accuracy of the distance measurement. The limit of this accuracy? in the 3 m range, obviously incompatible with the measure of the distances involved in social distancing.
Utilizzando la tecnologia BLE ? possibile realizzare anche sistemi di localizzazione. Ovviamente conoscendo la posizione assoluta di ogni dispositivo ? possibile, da parte di una entit? centrale, conoscere se e quanti dei dispositivi si stanno avvicinando troppo, e di conseguenza segnalare il rischio alle persone interessate. Per fare ci? ? necessaria una infrastruttura composta da diversi dispositivi in posizione fissa che creino una rete di comunicazione, ed inevitabilmente questo limita il loro campo di applicazione o quanto meno rallenta l'adozione di un tale dispositivo. La precisione di questa tecnologia ? nell'ordine di 1-5m in base al metodo utilizzato, quindi in ogni caso incompatibile con le distanze imposte dal distanziamento sociale. Using BLE technology ? Localization systems can also be created. Obviously knowing the absolute position of each device ? possible, by an entity? center, know if and how many of the devices are getting too close, and consequently report the risk to the people concerned. To do what? ? an infrastructure composed of several devices in a fixed position is required to create a communication network, and inevitably this limits their field of application or at least slows down the adoption of such a device. The accuracy of this technology? in the order of 1-5m based on the method used, therefore in any case incompatible with the distances imposed by social distancing.
In merito alla tecnologia UWB, sono noti suoi utilizzi per misure di prossimit? e/o di misure di posizionamento (RTLS). Il caso d'uso tipico per le misure di prossimit? riportato in letteratura prevede un ruolo fissato per i vari dispositivi. Uno solo dei dispositivi ha il ruolo di Initiator, ed ha il compito di ricercare uno ad uno gli altri dispositivi (tipicamente noti) e procedere alla misura delle distanze fra se stesso e tutti gli altri dispositivi presenti nel range. Tutti gli altri dispositivi hanno il ruolo di Responder, e possono solo rispondere alle richieste del nodo Initiator. Questo tipo di configurazione prevede che esistano dispositivi diversi, che l'insieme di dispositivi da gestire sia noto, e che venga assegnato un ruolo ad ognuno di essi. Regarding the UWB technology, are its uses known for proximity measurements? and/or positioning measurements (RTLS). The typical use case for proximity measurements? reported in the literature provides for a fixed role for the various devices. Only one of the devices has the role of Initiator, and has the task of searching for the other (typically known) devices one by one and proceeding to measure the distances between itself and all the other devices present in the range. All other devices have the role of Responder, and can only respond to requests from the Initiator node. This type of configuration requires that there are different devices, that the set of devices to be managed is known, and that a role is assigned to each of them.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION
Scopo della presente invenzione ? quello di proporre un sistema di misura di distanza fra dispositivi mobili che operano in tecnologia UWB la cui applicazione non sia limitata ad aree prestabilite, dotate di specifiche infrastrutture, ma che possa essere efficientemente utilizzato in ogni luogo in cui i dispositivi mobili possono venirsi a trovare. Purpose of the present invention? that of proposing a distance measurement system between mobile devices operating in UWB technology whose application is not limited to pre-established areas, equipped with specific infrastructures, but which can be efficiently used in every place where mobile devices can be found .
Secondo un primo aspetto, forma oggetto della presente invenzione un sistema di misura di distanza fra dispositivi mobili come definito dalla rivendicazione 1 e da sue forme di realizzazione particolari descritte dalle rivendicazioni dipendenti 2-14. According to a first aspect, the object of the present invention is a distance measurement system between mobile devices as defined by claim 1 and by particular embodiments thereof described by the dependent claims 2-14.
Inoltre, sono descritte forme di attuazione particolari, aventi il vantaggio di rendere il sistema particolarmente efficiente, limitando il consumo di energia elettrica dei singoli dispositivi mobili. Furthermore, particular embodiments are described, having the advantage of making the system particularly efficient, by limiting the electrical energy consumption of the single mobile devices.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Le caratteristiche costruttive e funzionali dell?invenzione potranno essere meglio comprese dalla dettagliata descrizione che segue, nella quale si fa riferimento alle allegate tavole di disegno che ne rappresentano alcune forme di realizzazione preferite e non limitative, in cui: The constructive and functional characteristics of the invention can be better understood from the detailed description that follows, in which reference is made to the attached drawings which represent some preferred and non-limiting embodiments, in which:
- la figura 1 mostra schematicamente un sistema di misura della distanza comprendente una pluralit? di dispositivi mobili; - figure 1 schematically shows a distance measurement system comprising a plurality of of mobile devices;
- la figura 2 mostra un esempio di un scambio di massaggi fra dispositivi mobili secondo la tecnica di misura della distanza two-way ranging; - figure 2 shows an example of a massage exchange between mobile devices according to the two-way ranging distance measurement technique;
- la figura 3 mostra un esempio di trasmissione di messaggi di presentazione (blink) fra dispositivi mobili, secondo una prima forma di attuazione del sistema, - le figure 4 e 5 mostrano esempi di spostamenti di dispositivi mobili fra un?area di copertura UWB (UWB coverage area), un?area di misura della distanza (ranging area) e una zona di sicurezza (safe zone), secondo una possibile applicazione di detto sistema; - figure 3 shows an example of transmission of presentation messages (blink) between mobile devices, according to a first embodiment of the system, - figures 4 and 5 show examples of movements of mobile devices between a UWB coverage area ( UWB coverage area), a range measurement area (ranging area) and a safety zone (safe zone), according to a possible application of said system;
- la figura 6 mostra la trasmissione di un messaggio di inizio misura (ranging init) e lo scambio di messaggi fra dispositivi mobili, in accordo con una seconda forma di attuazione particolare del sistema; - figure 6 shows the transmission of a message of start of measurement (ranging init) and the exchange of messages between mobile devices, in accordance with a second particular embodiment of the system;
- la figura 7 mostra la trasmissione del messaggio di inizio misura (ranging init) e lo scambio di messaggi fra dispositivi mobili, secondo una terza forma di attuazione particolare del sistema; - figure 7 shows the transmission of the start of measurement message (ranging init) and the exchange of messages between mobile devices, according to a third particular embodiment of the system;
- la figura 8 mostra una situazione esemplificativa in cui sono previsti dispositivi mobili che non partecipano alla procedura della misura della distanza, in accordo con una quarta forma di attuazione particolare del sistema; - figure 8 shows an exemplary situation in which mobile devices are provided which do not participate in the distance measurement procedure, in accordance with a fourth particular embodiment of the system;
- la figura 9 mostra un diagramma di flusso rappresentativo del funzionamento di un dispositivo mobile di detto sistema; - figure 9 shows a flowchart representative of the operation of a mobile device of said system;
- la figura 10 mostra esemplificativamente la struttura di un messaggio di blink impiegabile in detto sistema, in accordo con la prima forma di attuazione; - figure 10 shows by way of example the structure of a blink message which can be used in said system, in accordance with the first embodiment;
- la figura 11 mostra esemplificativamente la struttura di una porzione di messaggio comune a diverse tipologie di messaggi impiegabili nel detto sistema; - la figura 12 mostra esemplificativamente la struttura del payload di un messaggio di inizio misura (ranging init) idoneo essere impiegato nella seconda e terza forma di attuazione; - figure 11 shows by way of example the structure of a message portion common to different types of messages which can be used in said system; figure 12 shows by way of example the payload structure of a ranging init message suitable to be used in the second and third embodiments;
- la figura 13 mostra esemplificativamente la struttura un messaggio che pu? fungere contemporaneamente da messaggio di fine misura (Final) e da messaggio distanza (Distance), in accordo con la terza forma di attuazione, - figure 13 shows by way of example the structure of a message that can act simultaneously as an end-of-measure message (Final) and as a distance message (Distance), in accordance with the third embodiment,
- la figura 14 mostra esemplificativamente la struttura un messaggio che pu? fungere contemporaneamente da messaggio di sondaggio (Poll) e da messaggio di risposta (Response), in accordo con la terza forma di attuazione. - figure 14 shows by way of example the structure of a message that can act simultaneously as a poll message (Poll) and as a response message (Response), in accordance with the third embodiment.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
La figura 1 mostra schematicamente un sistema di misura della distanza 200 comprendente una pluralit? di dispositivi mobili 100 (Device 01, Device 02, ...Device N) fra loro strutturalmente e funzionalmente uguali. In particolare, la figura 1 mostra, esemplificativamente, alcuni blocchi funzionali del dispositivo mobile 100 (Device 01) configurato per la misura di un valore di distanza fra esso ed uno o pi? dispositivi mobili 100 facenti parte del sistema 200. Figure 1 schematically shows a distance measurement system 200 comprising a plurality of of mobile devices 100 (Device 01, Device 02, ...Device N) structurally and functionally identical to each other. In particular, Figure 1 shows, by way of example, some functional blocks of the mobile device 100 (Device 01) configured for measuring a distance value between it and one or more? mobile devices 100 forming part of the system 200.
Secondo un esempio, il dispositivo mobile 100 ? alloggiato in un contenitore (non mostrato) ed ? portatile cio? ? tale da essere indossato da un utente. Per esempio, il dispositivo mobile 100 pu? prevedere un bracciale o un collare o altri elementi di fissaggio al corpo o agli abiti dell?utente o pu? semplicemente essere riposto in una tasca di un abito dell?utente. According to one example, the mobile device 100 ? housed in a container (not shown) and ? portable what? ? such as to be worn by a user. For example, mobile device 100 can include a bracelet or collar or other fasteners to the body or clothes of the user or can? simply be placed in a pocket of a user?s clothing.
Sebbene la descrizione che segue faccia maggiormente riferimento al caso in cui dispositivo mobile 100 sia indossato da un utente, ? possibile anche che il dispositivo 100 risulta mobile perch? montato su una apparecchiatura destinata ad essere posta in movimento, come, ad esempio: un carrello (in particolare, un carrello di un supermercato), un veicolo mobile, un robot industriale mobile o aventi parti mobili. Although the following description refers more to the case in which the mobile device 100 is worn by a user, ? is it also possible that the device 100 is mobile, why? mounted on equipment intended to be set in motion, such as, for example: a trolley (in particular, a supermarket trolley), a mobile vehicle, a mobile industrial robot or having moving parts.
Risulta anche possibile che per determinate applicazioni i dispositivi mobili 100 non solo siano forniti agli utenti ma siano anche montati su apparecchiature in movimento. Per esempio, i sistemi dispositivi mobili 100 possono essere montati su carrelli robotizzati di tipo AGV (Automated Guided Vehicle) e anche forniti in dotazione a lavoratori che operano nell?area interessata dai carrelli AGV. It is also possible that for certain applications the mobile devices 100 are not only provided to users but are also mounted on moving equipment. For example, the mobile device systems 100 can be mounted on robotic trolleys of the AGV type (Automated Guided Vehicle) and also supplied to workers operating in the area affected by the AGV trolleys.
Come rappresentato in figura 1, il dispositivo mobile 100 comprende un modulo di calcolo e controllo 1 (quale, ad esempio, un processore), un modulo radio ricetrasmittente 2 (UWB Radio) dotato di un?antenna A, un dispositivo di segnalazione 4 (WRN) e una batteria 5 (BATT). As shown in figure 1, the mobile device 100 comprises a calculation and control module 1 (such as, for example, a processor), a radio transceiver module 2 (UWB Radio) equipped with an antenna A, a signaling device 4 ( WRN) and a battery 5 (BATT).
Per esempio, nel modulo di calcolo e controllo 1 risiede un modulo software di pianificazione 6 (radio scheduler) configurato per gestire diversi ruoli assunti dal dispositivo mobile stesso e le fasi di scambio di messaggi fra il dispositivo mobile 100 e altri dispositivi mobili, come sar? descritto pi? avanti. For example, in the calculation and control module 1 resides a scheduling software module 6 (radio scheduler) configured to manage the various roles assumed by the mobile device itself and the message exchange phases between the mobile device 100 and other mobile devices, as will be ? described more after you.
Il radio ricetrasmettitore 2 ? tale da operare in accordo con la tecnologia UWB, Ultra WideBand, a meno delle modifiche apportate dalla Richiedente rispetto agli standard di tale tecnologia. Un manuale d?uso di un radio ricetrasmettitore UWB DECAWAVE ? recuperabile al seguente indirizzo internet: https://www.decawave.com/dw1000/usermanual/. Preferibilmente, in ciascun dispositivo mobile ? incluso un singolo radio ricetrasmettitore 2. Radio transceiver 2 ? such as to operate in accordance with the UWB, Ultra WideBand technology, unless the modifications made by the Applicant with respect to the standards of this technology. A user manual for a DECAWAVE UWB radio transceiver? retrievable at the following internet address: https://www.decawave.com/dw1000/usermanual/. Preferably, in each mobile device ? including a single radio transceiver 2.
I dispositivi mobili 100 comunicano fra loro mediante un tipo di comunicazione a commutazione di pacchetto e, in particolare, implementano il MAC Layer (Media Access Control Layer) definito nello standard IEEE 802.15.4 ? 2011. The mobile devices 100 communicate with each other by means of a packet switching type of communication and, in particular, do they implement the MAC Layer (Media Access Control Layer) defined in the IEEE 802.15.4 standard? 2011.
Il dispositivo di segnalazione 4, operando sotto il controllo del modulo di calcolo e controllo 1, ? tale da generare un segnale visivo, vibrazionale e/o audio che informi l?utente che un altro dispositivo mobile 100 della stessa tipologia ha raggiunto una distanza reciproca inferiore ad un determinato valore di soglia. The signaling device 4, operating under the control of the calculation and control module 1, ? such as to generate a visual, vibrational and/or audio signal which informs the user that another mobile device 100 of the same type has reached a reciprocal distance lower than a certain threshold value.
Si noti che il sistema 100 non ? solo impiegabile quando si desidera segnalare che la distanza reciproca sia inferiore alla distanza di soglia (situazioni di avvicinamento), ma ? anche impiegabile in quelle situazioni in cui si desideri segnalare che una distanza reciproca superiore alla distanza di soglia (situazioni di allontanamento). Per esempio, una situazione di allontanamento pu? essere l?allentamento eccessivo di animali (che saranno dotato del dispositivo mobile 100 rispetto ad un utente, anch?esso dato di dispositivo mobile 100. Note that system 100 is not ? usable only when you want to signal that the mutual distance is less than the threshold distance (approach situations), but ? it can also be used in those situations in which it is desired to signal that a reciprocal distance is greater than the threshold distance (situations of distancing). For example, a situation of estrangement can be the excessive relaxation of animals (which will be equipped with the mobile device 100 compared to a user, also given the mobile device 100.
Pur non escludendo la segnalazione di un allontanamento al di sopra di una distanza di soglia, la descrizione che segue far? esemplificativamente riferimento alla segnalazione di situazioni in cui si verifica un avvicinamento al di sotto di una distanza di soglia (a cui ? associata una zona di sicurezza). Situazione tipica, per esempio, della gestione del distanziamento sociale durante l?epidemia del COVID-19. While not excluding the signaling of a departure above a threshold distance, the following description will by way of example, reference to the signaling of situations in which an approach below a threshold distance occurs (to which a safety zone is associated). Typical situation, for example, of managing social distancing during the COVID-19 epidemic.
La batteria 5 ? tale da fornire potenza elettrica ai vari componenti del dispositivo mobile 100. Per esempio, la batteria 5 ? una batteria LiPo singola cella a 3,7V con capacit? variabile in base all?applicazione (ad esempio, 150-200mAh per il dispositivo indossabile). Battery 5? such as to supply electrical power to the various components of the mobile device 100. For example, the battery 5 ? a single cell LiPo battery at 3.7V with capacity? variable according to the application (for example, 150-200mAh for the wearable device).
Inoltre, il dispositivo mobile 100 comprende, preferibilmente, un apparato sensore 7 configurato per fornire dati di movimento rappresentativi di parametri di moto del dispositivo 100 stesso e cio?, secondo un esempio, dell?utente che lo indossa. Furthermore, the mobile device 100 preferably comprises a sensor apparatus 7 configured to supply movement data representative of the motion parameters of the device 100 itself and that is, according to an example, of the user who wears it.
Tali parametri di moto includono, ad esempio, la velocit?, l?accelerazione e la direzione del moto. L?apparato sensore 7 include, preferibilmente: un accelerometro, un giroscopio e un magnetometro. Such motion parameters include, for example, velocity, acceleration and direction of motion. The sensor apparatus 7 preferably includes: an accelerometer, a gyroscope and a magnetometer.
Il modulo di calcolo e controllo 1 pu? essere anche dotato di un modulo software di rivelazione di moto 8 che utilizza i dati di movimento degli utenti, ricevuti dal proprio apparato sensore 7 o ricevuti da altri dispositivi mobili 100, secondo una metodologia che sar? descritta pi? avanti. The calculation and control module 1 can? also be equipped with a motion detection software module 8 which uses the users' movement data, received from their own sensor apparatus 7 or received from other mobile devices 100, according to a methodology that will be? described more after you.
Il dispositivo mobile 100, nella versione indossabile ha, per esempio, un ingombro complessivo di circa 42 x 47 x 16.3 mm, ed un peso di circa 40g (bracciale escluso). The mobile device 100, in the wearable version, has, for example, an overall size of about 42 x 47 x 16.3 mm, and a weight of about 40g (bracelet excluded).
Esempio di misura di distanza: Two Way Ranging (TWR) Distance Measurement Example: Two Way Ranging (TWR)
La figura 2 schematizza una procedura, nota al tecnico del settore, di scambio di messaggi per la misura della distanza secondo la tecnica TWR (Two Way Ranging) fra due dispositivi mobili 100: Device 0 e Device 1. Nell?esempio considerato il Device 1 opera da ?iniziatore? (o Initiator) e il Device 1 opera da ?risponditore? (o Responder). Figure 2 schematises a procedure, known to those skilled in the art, for exchanging messages for distance measurement according to the TWR (Two Way Ranging) technique between two mobile devices 100: Device 0 and Device 1. In the example considered, Device 1 works as ?initiator? (or Initiator) and Device 1 acts as ?responder? (or Responders).
In sintesi, secondo questo esempio, il dispositivo iniziatore Device 0 d? inizio alla procedura di misura della distanza e il risponditore Device 1 risponde alla richiesta del Device 0 con altri messaggi. In summary, according to this example, the initiator device Device 0 d? start the distance measurement procedure and the responder Device 1 replies to the request of Device 0 with other messages.
La procedura esemplificativamente considerata in figura 2 ? del tipo ?a tre messaggi?. The procedure considered by way of example in figure 2 ? of the type ?with three messages?.
Il Device 0 e il Device 1 si scambiano dei messaggi (Trasmissione TX e ricezione RX) contenenti marcatori di tempo (RMARKER) e, inoltre, vengono misurati, presso gli stessi dispositivi mobili, valori di corrispondenti intervalli temporali, chiaramente rappresentati nella stessa figura 2. Device 0 and Device 1 exchange messages (TX transmission and RX reception) containing time markers (RMARKER) and, moreover, values of corresponding time intervals are measured on the same mobile devices, clearly represented in the same figure 2 .
Tali intervalli temporali si riferiscono sia ai tempi di propagazione da uno all?altro dispositivo mobile sia a ritardi introdotti dai dispositivi mobili stessi nel rispondere ad un messaggio ricevuto. These time intervals refer both to the propagation times from one mobile device to another and to delays introduced by the mobile devices themselves in responding to a received message.
Da queste misure si pu? ricavare un tempo di propagazione (o tempo di volo) secondo l?equazione (1) sotto riportata: From these measures you can? obtain a propagation time (or flight time) according to the equation (1) shown below:
dalla quale si pu? ottenere la distanza d fra il Device 0 ed il Device 1. Si noti che tale distanza d ? calcolata presso il Device 1 (risponditore) e pu? essere resa disponibile con l?invio di un altro messaggio al Device 0. from which you can? obtain the distance d between Device 0 and Device 1. Note that this distance d ? calculated at the Device 1 (responder) and pu? be made available by sending another message to Device 0.
Al seguente indirizzo internet ? possibile recuperare un documento che illustra in modo completo la modalit? di misura della distanza basata sulla tecnologia UWB: At the following internet address ? is it possible to recover a document that fully illustrates the mode? distance measurement based on UWB technology:
https://www.decawave.com/sites/default/files/aps013_dw1000_and_two_way_r anging_v2.2.pdf https://www.decawave.com/sites/default/files/aps013_dw1000_and_two_way_ranging_v2.2.pdf
Modifica dinamica dei ruoli di iniziatore e risponditore Dynamic change of initiator and responder roles
Secondo la tecnologia UWB il ricetrasmettitore ? half duplex quindi, in un dato istante, esso pu? ricevere o pu? trasmettere, ma non pu? svolgere entrambe le operazioni contemporaneamente. Per ovviare a questo limite l'applicazione convenzionale, cio? quella della tecnica nota, prevede che ad un dispositivo sia assegnato staticamente il ruolo di Initiator, e che venga assegnato il ruolo di Responder a tutti gli altri dispositivi presenti nella rete. According to the UWB technology the transceiver ? half duplex then, in a given instant, it pu? receive or can? transmit, but can not? do both at the same time. To overcome this limitation, the conventional application, cio? that of the prior art provides that the role of Initiator is statically assigned to a device, and that the role of Responder is assigned to all the other devices present in the network.
Secondo invece quanto implementato nel sistema di misura 200, il modulo di calcolo e controllo 1 di ciascun dispositivo mobile 100 ? configurato per modificare dinamicamente il ruolo del relativo dispositivo mobile 100 fra un ruolo di iniziatore e un ruolo di risponditore in modo che ciascun dispositivo mobile 100 (ad esempio, il Device 1) possa assumere selettivamente il ruolo di iniziatore per richiedere lo scambio di messaggi con dispositivi mobili aventi il ruolo di risponditori e ottenere il calcolo di rispettivi valori di distanza. According instead to what is implemented in the measuring system 200, the calculation and control module 1 of each mobile device 100 ? configured to dynamically change the role of the related mobile device 100 between an initiator role and a responder role so that each mobile device 100 (e.g., Device 1) can selectively assume the initiator role to request message exchange with mobile devices acting as responders and obtain the calculation of respective distance values.
In altre parole, considerando di utilizzare un unico modulo ricetrasmettitore 2 per ciascun dispositivo mobile 100, volendo garantire che tutti i dispositivi mobili stessi (che operano come nodi di una rete) possano misurare la propria distanza relativa, senza distinzione di ruolo, il sistema 200 ? configurato in modo che e tutti i dispositivi mobili assumano, nel tempo, sia il ruolo di iniziatore (Initiator) sia il, ruolo di risponditore (Responder). In other words, considering the use of a single transceiver module 2 for each mobile device 100, wanting to guarantee that all the mobile devices themselves (which operate as nodes of a network) can measure their own relative distance, without distinction of role, the system 200 ? configured so that all mobile devices assume, over time, both the role of initiator (Initiator) and the role of responder (Responder).
Si noti che questa configurazione funzionale pu? avvenire a tempo di esecuzione e prevede un adeguato scheduling fra i ruoli, gestito dal relativo modulo software di pianificazione 6 di ciascun dispositivo mobile 100. Note that this functional configuration can? take place at execution time and provides for an adequate scheduling between the roles, managed by the relative planning software module 6 of each mobile device 100.
? possibile affermare che nel sistema 200, grazie alla modifica dinamica dei ruoli di iniziatore e risponditore, viene implementata una modalit? peer to peer senza infrastruttura, che permette la misura diretta della prossimit? fra due dispositivi. ? possible to state that in the system 200, thanks to the dynamic modification of the roles of initiator and responder, a modality is implemented? peer to peer without infrastructure, which allows direct measurement of proximity? between two devices.
La modifica dinamica dei ruoli di iniziatore e risponditore rappresenta un vantaggio dal punto di vista della semplicit? di uso, e soprattutto velocizza l'applicazione del sistema 200, in quanto non rende necessaria alcuna infrastruttura statica. Non essendo necessario installare nessun dispositivo iniziatore statico nell'area in cui ? implementato il sistema 200, ? possibile utilizzare il sistema stesso pressoch? dovunque. Dynamically changing the initiator and responder roles is an advantage from the point of view of simplicity? of use, and above all speeds up the application of the system 200, as no static infrastructure is required. Since no static initiator device needs to be installed in the area where ? implemented the 200 system, ? is it possible to use the same system almost? everywhere.
Si noti che la figura 9, che sar? anche descritta pi? vanti, rappresenta i due ruoli di iniziatore e risponditore assumibili alternativamente da un dispositivo mobile 100, in accordo con quanto sopra descritto. Note that figure 9, which will be? also described pi? above, represents the two roles of initiator and responder which can be alternately assumed by a mobile device 100, in accordance with what has been described above.
Prima forma di attuazione particolare: fase di presentazione (Discovery phase) e dati di movimento First particular implementation form: Discovery phase and movement data
Fase di presentazione (Discovery phase) Presentation phase (Discovery phase)
Facendo ancora riferimento alla figura 2, si osservi che se sono presenti N dispositivi mobili 100, per conoscere la posizione di tutti gli altri dispositivi mobili, il Device 0 dovrebbe effettuare N-1 misure di distanza. Il numero totale di misure da effettuare affinch? tutti i dispositivi mobili 100 conoscano la propria distanza da tutti gli altri ? N (N-1)/2. Referring again to figure 2, it should be observed that if N mobile devices 100 are present, in order to know the position of all the other mobile devices, Device 0 should carry out N-1 distance measurements. The total number of measurements to be made so that? all 100 mobile devices know their distance from all others ? N(N-1)/2.
Il sistema 200 ha un numero di dispositivi mobili 100 (cio? di nodi) variabile, sia staticamente che dinamicamente, a causa del fatto che i dispositivi mobili indossati dagli utenti possono entrare ed uscire dall'area di copertura. Pertanto, ? vantaggioso che i dispositivi stessi possano essere aggiunti ed eliminati dal sistema 200 a tempo di esecuzione. The system 200 has a variable number of mobile devices 100 (i.e. of nodes), both statically and dynamically, due to the fact that the mobile devices worn by the users can enter and leave the coverage area. Therefore, ? It is advantageous that the devices themselves can be added and deleted from the system 200 at runtime.
Con riguardo a questa funzionalit?, il dispositivo mobile 100 ? configurato in modo da prevedere una fase di presentazione. With regards to this functionality, the mobile device 100 ? configured to include a presentation phase.
In maggior dettaglio, ciascun dispositivo mobile 100 pu? assumere un terzo ruolo denominato di presentazione (Discovery) nel quale invia un messaggio di presentazione (indicato come messaggio di blink nelle figure) per permettere agli altri dispositivi mobili 100 di venire a conoscenza della sua entrata nel sistema 200. In greater detail, each mobile device 100 can assume a third role called presentation (Discovery) in which it sends a presentation message (indicated as a blink message in the figures) to allow the other mobile devices 100 to become aware of its entry into the system 200.
Il messaggio di blink (comunicazione che il dispositivo mobile invia in modalit? broadcast) contiene l'indirizzo (cio? un identificativo) del dispositivo mobile 100 che lo invia. The blink message (communication that the mobile device sends in broadcast mode) contains the address (that is, an identifier) of the mobile device 100 which sends it.
Quando gli altri dispositivi del sistema 200 ricevono il messaggio di blink da parte di un dispositivo mobile avente il ruolo di presentazione, fino ad allora sconosciuto, lo aggiungono alla propria lista di dispositivi da monitorare. When the other devices of the system 200 receive the blink message from a hitherto unknown mobile device having the role of presentation, they add it to their own list of devices to be monitored.
Se un dispositivo mobile 100 presente nella lista non viene rilevato per mezzo di una sua ricezione di messaggi di blink per pi? di un tempo prefissato, esso viene eliminato dalla lista dei membri della rete (spento o fuori range). In particolare, questo tempo ? maggiore del tempo di invecchiamento massimo delle misure di distanza. If a mobile device 100 present in the list is not detected by means of its receipt of blink messages for more? a pre-set time, it is deleted from the list of network members (turned off or out of range). In particular, this time? greater than the maximum aging time of distance measurements.
La figura 3 mostra un esempio di trasmissione di messaggi di blink da parte di dei dispositivi mobili Device 0, Device 1,?Device N, con riferimento alla fase di presentazione (Discovery Phase). Figure 3 shows an example of transmission of blink messages by mobile devices Device 0, Device 1,?Device N, with reference to the presentation phase (Discovery Phase).
In figura 3, i numeri indicati nelle parentesi graffe rappresentano gli indirizzi noti da quel dispositivo mobile che riceve il messaggio di blink. Inizialmente, ciascun dispositivo mobile non conosce gli indirizzi degli altri dispositivi mobili presenti nell'area di copertura radio UWB. In figure 3, the numbers indicated in the curly brackets represent the known addresses from that mobile device that receives the blink message. Initially, each mobile device does not know the addresses of other mobile devices in the UWB radio coverage area.
Il primo passaggio ??? blink? indica una trasmissione del messaggio di blink da parte del dispositivo Device 0 verso gli altri. Il messaggio in questo caso contiene l'indirizzo a 64-bit del dispositivo Device 0. The first step ??? blink? indicates a transmission of the blink message from Device 0 to the others. The message in this case contains the 64-bit device address Device 0.
A seguito di questa trasmissione, gli altri dispositivi mobili aggiungeranno questo indirizzo alla lista dei dispositivi noti. In questo caso la lista sar? composta dal solo dispositivo Device 0 per 1, 2, 3,?,N e vuota per 0. Following this transmission, other mobile devices will add this address to the known devices list. In this case the list sar? composed only of the device Device 0 for 1, 2, 3,?,N and empty for 0.
A seguito della trasmissione del messaggio di blink da parte di tutti i dispositivi, tutti i dispositivi rappresentati verranno a conoscenza dell'indirizzo dei dispositivi presenti nella loro area di copertura. Per semplicit? in questo esempio si ? omesso il caso di mancata ricezione del messaggio. Following the transmission of the blink message by all devices, all represented devices will know the address of the devices present in their coverage area. For simplicity? in this example yes ? omitted the case of non-receipt of the message.
La gi? citata figura 9 rappresenta anche il ruolo di presentazione (Discovery) assumibile dal dispositivo 100 alternativamente agli altri ruoli di iniziatore e risponditore. already there cited figure 9 also shows the role of presentation (Discovery) which can be assumed by the device 100 alternatively to the other roles of initiator and responder.
Dati di movimento nel messaggio di blink ed indice di potere offensivo Movement data in the blink message and offensive power index
Secondo la forma di attuazione descritta in questo paragrafo, il messaggio di blink sopra descritto ? potenziato in modo da contenere anche i dati di movimento attuali forniti dal relativo apparato sensore 7. According to the embodiment described in this paragraph, the blink message described above ? enhanced so as to also contain the current movement data provided by the relative sensor apparatus 7.
In tal modo, i dispositivi mobili 100 che ricevono il messaggio di blink recante i dati di movimento del dispositivo che ha tramesso il messaggio di blink, possono fin da subito prendere decisioni riguardo ad un ?potere offensivo? del nuovo dispositivo 100 arrivato decidendo, ad esempio, di includerlo nella lista dei dispositivi mobili ai quali inviare la successiva richiesta di misura di distanza (entrano in una ranging area). In this way, the mobile devices 100 which receive the blink message containing the movement data of the device which has transmitted the blink message, can immediately make decisions regarding an ?offensive power? of the newly arrived device 100 by deciding, for example, to include it in the list of mobile devices to which the subsequent distance measurement request will be sent (they enter a ranging area).
Con riferimento al distanziamento sociale, si osservi che una persona rappresenta un rischio rispetto ad un?altra in base, soprattutto, a tre fattori: la distanza fra s? stesso e gli altri, il proprio movimento e il movimento dell'altra persona. Si pu? affermare che questo rischio ? inversamente proporzionale alla distanza fra due persone e direttamente proporzionale al loro movimento. With reference to social distancing, it should be noted that a person represents a risk compared to another based, above all, on three factors: the distance between them and himself and others, his own movement and the other person's movement. Can you? say that this risk ? inversely proportional to the distance between two people and directly proportional to their movement.
Secondo questa forma di attuazione del sistema 200, il dispositivo mobile 100 (per esempio, nel ruolo di iniziatore) ? inoltre configurato per calcolare un indice di "offensive power" (potere offensivo) Ii di un altro dispositivo mobile 100, che ha inviato il messaggio di blink in fase di Discovery, sulla base dei dati di movimento presenti nel messaggio di blink stesso. In particolare, l?indice di potere offensivo ? un indice che esprime il rischio che la distanza fra due dispositivi mobili si riduca al di sotto della distanza di soglia. According to this embodiment of the system 200, the mobile device 100 (for example, in the role of initiator) is also configured to calculate an "offensive power" index Ii of another mobile device 100, which sent the blink message in the Discovery phase, based on the movement data present in the blink message itself. In particular, the index of offensive power ? an index that expresses the risk that the distance between two mobile devices is reduced below the threshold distance.
Si noti che, in un caso semplice questa rivelazione del moto potrebbe limitarsi a una stima del livello di attivit? del dispositivo mobile come ?stazionario? o ?non stazionario?, ma si potrebbero considerare evoluzioni di questo semplice parametro includendo una classificazione del tipo di attivit? (camminata, corsa, ecc) fino a ricavare un vettore spostamento (velocit?/direzione nello spazio). Note that, in a simple case, this motion detection might be limited to an estimate of the activity level? of the mobile device as ?stationary? or ?non-stationary?, but evolutions of this simple parameter could be considered including a classification of the type of activity? (walk, run, etc.) until obtaining a displacement vector (speed/direction in space).
Preferibilmente, tale indice di potere offensivo Ii dipende da almeno uno dei valori correnti di uno dei seguenti parametri di moto: accelerazione, velocit?, direzione di movimento del dispositivo mobile 100 che ha inviato il messaggio di blink. Preferably, this offensive power index Ii depends on at least one of the current values of one of the following motion parameters: acceleration, speed, direction of motion of the mobile device 100 which sent the blink message.
Per esempio, per un dispositivo iniziatore Device 0, un primo indice di potere offensivo I1 di un Device 1 ? maggiore di un secondo indice I2 di un Device 2, quando il Device 1 risulta in avvicinamento al dispositivo iniziatore Device 0 e il Device 2 ? invece in allontanamento dal dispositivo iniziatore Device 0. For example, for a Device 0 initiator device, a first offensive power index I1 of a Device 1 ? greater than a second index I2 of a Device 2, when Device 1 is approaching the initiator device Device 0 and Device 2 ? instead away from the initiator device Device 0.
Secondo un altro esempio, nel caso in cui sia il Device 1 sia il Device 2 siano in avvicinamento al dispositivo iniziatore Device 0, I1 ? maggiore di I2 se la velocit? e/o l?accelerazione del Device 1 ? maggiore della velocit? e/o accelerazione del Device 2. According to another example, if both Device 1 and Device 2 are approaching the initiator device Device 0, I1 ? greater than I2 if the speed? and/or the acceleration of the Device 1 ? greater than the speed? and/or acceleration of Device 2.
Per esempio, il sistema 200 pu? essere configurato per operare con dispositivi mobili 100 che raggiungono una velocit? massima di 10 km/h o di 20km/h. For example, the 200 system can? be configured to operate with 100 mobile devices that reach a speed? maximum speed of 10km/h or 20km/h.
? possibile che ciascun dispositivo iniziatore calcoli l?indice di potere offensivo di un Device ii anche tenendo conto dei dati di movimento relativi al dispositivo mobile iniziatore stesso, in modo da tener conto di un moto relativo fra i due dispositivi. ? It is possible that each initiator device calculates the offensive power index of a Device ii also taking into account the movement data relating to the initiator mobile device itself, so as to take into account a relative movement between the two devices.
Inoltre, il dispositivo iniziatore Device 0 ? configurato per calcolare l?indice di potere offensivo Ii associato ad un Device ii, in un istante di tempo corrente, anche tenendo conto di un valore di distanza fra il Device 0 e il Device ii valutato in un istante di tempo precedente all? istante corrente. Also, the initiator device Device 0 ? configured to calculate the offensive power index Ii associated with a Device ii, in a current instant of time, also taking into account a distance value between Device 0 and Device ii evaluated in an instant of time prior to the? current instant.
Le modalit? di calcolo sopra esposte dell?indice di potere offensivo rispondono a varie possibili situazioni. The modalities? The calculation methods set out above for the offensive power index respond to various possible situations.
Un esempio che possa spiegare il potere offensivo ? il seguente: una persona che si trova poco al di fuori della nostra zona di sicurezza, ma ? immobile potrebbe rappresentare per noi un rischio paragonabile a un'altra persona che si trova molto pi? distante, ma che si muove velocemente, e quindi potrebbe violare la nostra area di sicurezza altrettanto rapidamente. An example that can explain the offensive power? the following: a person who is just outside our safety zone, but ? property could represent for us a risk comparable to another person who is much more? distant, but moving fast, and therefore could breach our security area just as quickly.
Allo stesso modo se noi stessi ci stiamo muovendo possiamo metterci in una posizione di rischio verso i vicini. Similarly if we ourselves are moving we can put ourselves in a position of risk towards the neighbours.
Il potere offensivo quindi ? specifico di una coppia di dispositivi. La priorit? associata a ogni rilevamento di distanza pu? quindi essere gestita correttamente rispetto ai fattori limitanti sopra introdotti: il sistema consuma risorse (energia e occupazione del mezzo trasmissivo) in modo proporzionale al reale rischio di violazione della zona di sicurezza, e non ne spreca verificando situazioni di rischio basso/nullo. The offensive power then? specific to a pair of devices. The priority? associated with each detection of distance pu? therefore be managed correctly with respect to the limiting factors introduced above: the system consumes resources (energy and occupation of the transmission medium) in proportion to the real risk of violation of the security zone, and does not waste any by verifying low/zero risk situations.
Utilizzando come metrica l?indice di offensive power, il dispositivo mobile 100 modifica il proprio funzionamento con la seguente logica: Using the offensive power index as a metric, the mobile device 100 modifies its operation with the following logic:
- se il potere offensivo ? basso (tutti i dispositivi sono distanti e stazionari, o con livelli di attivit? bassi) ? possibile ridurre il consumo del dispositivo senza compromettere la sicurezza del sistema, agendo come descritto di seguito. - if the offensive power ? low (all devices are distant and stationary, or with low activity levels) ? It is possible to reduce the consumption of the device without compromising the security of the system, by acting as described below.
- se il potere offensivo ? alto occorre massimizzare l'esplorazione dell'area circostante per scoprire come si evolve la disposizione dei dispositivi. - if the offensive power ? high it is necessary to maximize the exploration of the surrounding area to find out how the arrangement of the devices evolves.
- l'offensivit? (cio? il valore dell?indice di potere offensivo) dei vari dispositivi viene aggiornata in base alle nuove informazioni e rispetto a uno storico. La storia delle misure di distanza ha un peso rilevante. Se una misura di distanza ? recente sar? essere ritenuta pi? affidabile rispetto a una misura pi? vecchia. - the offensiveness? (ie the value of the index of offensive power) of the various devices is updated on the basis of new information and compared to a historical one. The history of distance measurements has a significant weight. If a measure of distance ? recent will be be considered more reliable than a measure pi? old.
Si osservi che l?utilizzo con i principi sopra esposti dell?indice di potere offensivo comporta un vantaggio relativo alla riduzione dell?energia utilizzata da ciascun dispositivo mobile 100, energia fornita dalla batteria 5. It should be noted that the use of the offensive power index with the principles set out above entails an advantage relating to the reduction of the energy used by each mobile device 100, energy supplied by the battery 5.
Infatti, valutando l?indice di potere offensivo ? possibile ridurre in modo sostanziale l'energia utilizzata decidendo di includere nella fase di misura della distanza solo i dispositivi mobili 100 aventi un potere offensivo elevato. In fact, evaluating the index of offensive power ? It is possible to substantially reduce the energy used by deciding to include only the mobile devices 100 having a high offensive power in the distance measurement step.
Avendo a disposizione una terna di dati (distanza, informazioni di moto, tempo trascorso dall'ultima misura) il dispositivo mobile 100, che in quel momento ricopre la funzione di iniziatore, pu? decidere quanti e quali nodi includere nella fase di misura della distanza, escludendo tutti i dispositivi mobili 100 le cui tre componenti combinate garantiscano che la situazione non sia rischiosa. Having available a triad of data (distance, motion information, time elapsed since the last measurement) the mobile device 100, which at that moment covers the function of initiator, can decide how many and which nodes to include in the distance measurement phase, excluding all 100 mobile devices whose three combined components ensure that the situation is not risky.
? possibile visualizzare la situazione dal punto di vista spaziale con riferimento alle figure 4 e 5, nelle quali i dispositivi mobili 100 sono rappresentati da cerchietti. Esiste una zona molto ampia (per esempio, decine di metri di raggio) delimitata dal range di copertura della radio UWB (coverage area). Si pu? pensare all'insieme di dispositivi mobili 100 da includere nella misura di distanza (fase di ranging) come una sottoarea (ranging area, cio? una zona di monitoraggio), pi? piccola dell'area di copertura, nella quale entrano i dispositivi 100 dei quali si vuole conoscere la distanza. La ?safe zone? delle figure 4 e 5 indica l?area al di sotto della distanza minima prefissata associata, entro la quale si verifica la generazione di un allarme da parte del modulo di segnalazione 4. ? It is possible to visualize the situation from the spatial point of view with reference to figures 4 and 5, in which the mobile devices 100 are represented by small circles. There is a very large area (for example, tens of meters in radius) delimited by the coverage range of the UWB radio (coverage area). Can you? think of the set of mobile devices 100 to be included in the distance measurement (ranging phase) as a sub-area (ranging area, i.e. a monitoring area), more? of the coverage area, in which the devices 100 whose distance is to be known enter. The ?safe zone? of figures 4 and 5 indicates the area below the associated minimum pre-set distance, within which the generation of an alarm by the signaling module 4 occurs.
L'indice di offensive power Ii viene, vantaggiosamente usato per "spostare" i dispositivi presenti nel range di coverage dentro o fuori dalla ranging area, agendo simbolicamente come una ?forza di attrazione?. Questa forza aumenta in base all'ultimo dato di distanza noto, alla vecchiaia della misura di distanza e in base ai dati di movimento del soggetto (che possono essere stati aggiunti da un messaggio di blink). The offensive power Ii index is advantageously used to "move" the devices present in the coverage range in or out of the ranging area, acting symbolically as a "force of attraction". This strength increases according to the last known distance data, the age of the distance measurement and according to the movement data of the subject (which may have been added by a blink message).
In particolare, nel sistema 200 si entra e si esce dalla zona di coverage mediante le operazioni di Discovery e si entra e si esce dalla zona di ranging in base all'indice di offensive power. In particular, in the system 200 the coverage zone is entered and exited by Discovery operations and the ranging zone is entered and exited on the basis of the offensive power index.
Rispetto ad un determinato dispositivo mobile 100, un altro dispositivo mobile sar? considerato interno alla ranging area (cio? sar? oggetto di una misura di distanza) o sar? considerato esterno alla ranging area (cio? non sar? oggetto di una misura di distanza) se l?indice di potere offensivo ? superiore o inferiore al valore di soglia, rispettivamente. With respect to a given mobile device 100, another mobile device will be? considered internal to the ranging area (that is? sar? object of a measure of distance) or sar? considered external to the ranging area (that is? it won't be the object of a measure of distance) if the index of offensive power ? above or below the threshold value, respectively.
Inoltre, se, per esempio, mancasse una qualunque delle tre grandezze sopra indicate (distanza, informazioni di moto, tempo trascorso dall'ultima misura) il potere offensivo non potrebbe essere valutato quindi, cautelativamente, viene ritenuto massimo. Furthermore, if, for example, any of the three quantities indicated above were missing (distance, motion information, time elapsed since the last measurement) the offensive power could not be evaluated, therefore, as a precaution, it is considered maximum.
Questa valutazione viene effettuata su tutti i dispositivi mobili 100 presenti nell'area (dai quali quindi il dispositivo ha ricevuto almeno un blink entro una certa finestra temporale). This evaluation is carried out on all 100 mobile devices present in the area (from which the device has therefore received at least one blink within a certain time window).
Questo ha due vantaggi: non viene usata inutilmente l'energia necessaria alla fase di misura della distanza (che ? la pi? rilevante a livello energetico) fra due dispositivi che non rappresentano nessun rischio uno per l'altro e non viene occupato il canale di comunicazione, rendendo possibile la misura di distanza di un altro dispositivo mobile 100, evidentemente soggetto a un maggior rischio. This has two advantages: the energy necessary for the distance measurement phase (which is the most relevant in terms of energy) between two devices that do not represent any risk to each other is not used unnecessarily and the communication channel is not occupied. communication, making it possible to measure the distance of another mobile device 100, evidently subject to greater risk.
Un altro vantaggio da osservare ? legato alla possibilit? di incrementare il numero di dispositivi mobili 100 gestibili contemporaneamente. Another plus to look out for? linked to the possibility to increase the number of 100 mobile devices that can be managed simultaneously.
A tal proposito, si osservi che il meccanismo di valutazione del potere offensivo discriminando fra i vari dispositivi mobili appena descritto fa s? che si possano servire contemporaneamente pi? dispositivi mobili 100 perch? non viene utilizzato tempo (e occupazione del mezzo trasmissivo) in comunicazioni non utili. In this regard, it should be noted that the mechanism for evaluating the offensive power by discriminating between the various mobile devices just described does that you can serve at the same time pi? mobile devices 100 why? no time (and occupation of the transmission medium) is used in non-useful communications.
In base all?indice di offensive power I vengono inclusi nella misura di distanza solo alcuni dispositivi fra quelli presenti nell'area, e solo quelli potenzialmente pericolosi. Based on the offensive power I index, only some devices among those present in the area are included in the distance measurement, and only those that are potentially dangerous.
Le misure di distanza disponibili ma non ripetute perch? il dispositivo ? fuori dalla ranging area vengono "invecchiate" opportunamente, facendo s? che il sistema 200 sappia che quelle misure sono meno affidabili, facendo di conseguenza crescere il fattore di rischio delle coppie di dispositivi ad esse relative. Distance measurements available but not repeated why? the device ? outside the ranging area are "aged" appropriately, making s? that the system 200 knows that those measurements are less reliable, consequently increasing the risk factor of the pairs of devices related to them.
Le misure troppo vecchie vengono invalidate. Ci? garantisce che periodicamente ci sia un refresh anche della posizione e delle informazioni di movimento dei dispositivi mobili 100 meno attivi. Measurements that are too old are invalidated. There? ensures that the position and movement information of the 100 least active mobile devices is also periodically refreshed.
Un altro vantaggio ? legato all?aumento della reattivit?. Another plus? linked to the increase in reactivity.
Infatti, avendo a disposizione le informazioni di movimento o meglio, l?indice potere offensivo, di s? stesso verso il mondo esterno, il dispositivo 100 pu?: In fact, having available the movement information or better, the offensive power index, of s? itself to the outside world, device 100 can:
- facilitare il suo rilevamento da parte dei vicini (blink pi? frequenti) - facilitate its detection by neighbors (more frequent blinks)
- rendersi pi? reattivo alle richieste di ranging dei vicini riducendo i periodi di inattivit? (idle) e garantendo quindi una pi? probabile risposta ai messaggi ricevuti di inizio di un processo di ranging pi? frequentemente. - make yourself more responsive to neighbors ranging requests reducing downtime? (idle) and thus ensuring a more? probable response to the messages received in the beginning of a process of ranging pi? frequently.
Il suo scheduler 6 prediliger? quindi questo comportamento riducendo al minimo i tempi di inattivit? (idle). In questa condizione il consumo della batteria 5 aumenta, aumentando la reattivit? del sistema totale. Ipotizzando che chi indossa il dispositivo prenda le opportune contromisure in modo sollecito questo aumento di consumo sar? di breve durata (periodo nel quale il rischio di contatto ? massimo), permettendo un consumo di energia medio pi? basso. Your scheduler 6 will prefer? so this behavior minimizing downtime? (idle). In this condition the consumption of the battery 5 increases, increasing the reactivity? of the total system. Assuming that the wearer of the device takes the appropriate countermeasures promptly, this increase in consumption will be? of short duration (period in which the risk of contact is maximum), allowing an average energy consumption more? Bass.
Seconda forma di attuazione particolare: misura della distanza con indicazione di un ordine temporale Second particular embodiment: distance measurement with indication of a time order
La figura 6 si riferisce ad una seconda forma di attuazione particolare del sistema 200. Si noti che tale seconda forma di attuazione particolare pu? essere anche indipendente dalla prima forma di attuazione particolare che prevede l?utilizzo dei dati di movimento ed il calcolo dell?indice di potere offensivo. Figure 6 refers to a second particular embodiment of the system 200. It should be noted that this second particular embodiment can also be independent of the first particular embodiment which provides for the use of movement data and the calculation of the offensive power index.
Si consideri il caso in cui vi siano i dispositivi mobili Device 0, Device 1, Device 2 e Device 3 che sono stati reciprocamente riconosciuti (sulla base di messaggi di blink) e, preferibilmente ma non limitativamente, selezionati sulla base della valutazione dell?indice di potere offensivo, sopra discusso. Consider the case in which there are mobile devices Device 0, Device 1, Device 2 and Device 3 which have been mutually recognized (on the basis of blink messages) and, preferably but not limited to, selected on the basis of index evaluation of offensive power, discussed above.
In altre parole, secondo un esempio, il Device 0, Device 1, Device 2 e Device 3 sono all?interno della ranging area delle figure 4 e 5. In other words, according to an example, Device 0, Device 1, Device 2 and Device 3 are within the ranging area of figures 4 and 5.
La metodologia a cui fa riferimento la figura 6 ? in accordo con la tecnica di Twoway-ranging asimmetrica, nota nella tecnologia UWB, ma potenziata con altro contenuto informativo. The methodology referred to in Figure 6 ? in accordance with the asymmetric Twoway-ranging technique, known in UWB technology, but enhanced with other informative content.
La figura 6 mostra una fase di misura ?Ranging phase? nella quale il Device 0, che opera con il ruolo di iniziatore trasmette un messaggio di inizio misura ?ranging init?, in modalit? broadcast, che viene ricevuto dagli altri dispositivi mobili Device 1, Device 2 e Device 3, che operano con il ruolo di risponditori. Figure 6 shows a measurement phase ?Ranging phase? in which the Device 0, which operates with the role of initiator, transmits a measure start message ?ranging init?, in mode? broadcast, which is received by the other mobile devices Device 1, Device 2 and Device 3, which act as responders.
Il messaggio di inizio misura ?ranging init? contiene informazioni che rappresentano un ordine temporale di invio di messaggi di risposta da parte dei dispositivi mobili risponditori Device 1-Device 3. Questo ordine temporale ? rappresentato in figura 6 dall?informazione ?sequence?1, 2, 3?? che corrisponde ad una lista ordinata di indirizzi dei dispositivi risponditori. The measure start message ?ranging init? contains information that represents a temporal order of sending of response messages by the responding mobile devices Device 1-Device 3. This temporal order ? represented in figure 6 by the information ?sequence?1, 2, 3?? which corresponds to an ordered list of responder device addresses.
Grazie a tale messaggio ?ranging init, i dispositivi mobili risponditori Device 1-Device 3 conoscono esattamente l'istante nel quale dovranno rispondere al dispositivo mobile iniziatore Device 0 per effettuare la procedura di two-way ranging TWR. Thanks to this ?ranging init message, the responding mobile devices Device 1-Device 3 know exactly the instant in which they will have to respond to the initiating mobile device Device 0 to carry out the two-way ranging TWR procedure.
In altre parole, dopo aver ricevuto il messaggio di ranging init tutti i dispositivi mobili risponditori discriminano se sono coinvolti nella TWR in corso. In other words, after having received the ranging init message all responding mobile devices discriminate whether they are involved in the TWR in progress.
Inoltre, i dispositivi risponditori che fanno parte della fase di ranging, oltre a venire a conoscenza di quale sia il loro slot di comunicazione, sono anche informati di quali e quanti siano gli altri dispositivi coinvolti nell'operazione di ranging. Furthermore, the responding devices which take part in the ranging phase, in addition to becoming aware of which their communication slot is, are also informed of which and how many other devices are involved in the ranging operation.
Successivamente, inizia una fase 1 (Phase 1), il cui scopo ? la determinazione delle distanze fra il dispositivo mobile Device 0 e ciascuno dei dispositivi mobili risponditori Device 1-Device 3. Subsequently, a phase 1 (Phase 1) begins, the purpose of which is ? the determination of the distances between the mobile device Device 0 and each of the responding mobile devices Device 1-Device 3.
In tale fase 1 il Device 0 tramette un messaggio poll (o ?sondaggio?) che viene ricevuto dai dispositivi Device 1-Device 3. Il messaggio poll ? trasmesso in modalit? broadcast e reca gli indirizzi dei dispositivi coinvolti (poll01, pol02, pol03). In this phase 1, Device 0 sends a poll message (or ?survey?) which is received by the devices Device 1-Device 3. The poll message ? transmitted in mode broadcast and contains the addresses of the devices involved (poll01, pol02, pol03).
Questo messaggio poll ? una richiesta di scambio di messaggi ai fini della misura della distanza. This message in ? a request to exchange messages for distance measurement purposes.
Una volta ricevuto il messaggio poll, i dispositivi risponditori Device 1-Device 3 trasmettono relativi messaggio di risposta (response 01, response 02, response 03) tenendo conto degli slot temporali ad essi indicati mediante il messaggio ranging init. La figura 6 indica anche i ritardi t, 2t e 3t dei messaggi di risposta di ciascun dispositivo risponditore rispetto al messagio poll. Once the poll message has been received, the responding devices Device 1-Device 3 transmit the corresponding response message (response 01, response 02, response 03) taking into account the time slots indicated to them by the ranging init message. Figure 6 also indicates the delays t, 2t and 3t of the response messages of each responder device with respect to the message poll.
Infatti, il messaggio ranging init non indica solo l?ordine sequenziale con cui dovranno essere trasmessi i messaggi di risposta (response01, response02, response03) ma indica anche l?esatto istante nel quale ciascun messaggio di risposta dovr? essere emesso dopo la ricezione del messaggio poll. In fact, the ranging init message not only indicates the sequential order in which the response messages (response01, response02, response03) must be transmitted but also indicates the exact instant in which each response message must be sent. be issued after the poll message is received.
Il dispositivo iniziatore Device 0 riceve messaggi di risposta response 01, response 02 e response 03 e trasmette un messaggio di fine misura (final),in modalit? broadcast,che viene ricevuto dai dispositivi Device 1-Device 3. The initiator device Device 0 receives response messages response 01, response 02 and response 03 and transmits an end of measure message (final), in mode? broadcast, which is received by devices Device 1-Device 3.
Ciascuno dei dispositivi Device 1-Device 3 pu? quindi effettuare un calcolo (mediante il proprio modulo di calcolo e controllo 1) del relativo tempo di volo (in accordo con l?equazione (1) sopra indicata) e quindi calcolare la propria distanza dal dispositivo iniziatore Device 0. Each of the Device 1-Device 3 devices can? then carry out a calculation (using its calculation and control module 1) of the relative flight time (in accordance with equation (1) indicated above) and then calculate its distance from the initiator device Device 0.
Preferibilmente, ? previsto che i dispositivi Device 1-Device 3 trasmettano i relativi valori di distanza calcolati al Device0, mediante messaggi distanza: distance 01, distance 02 e distance 03. Preferably, ? the devices Device 1-Device 3 are expected to transmit the relative distance values calculated to Device0, via distance messages: distance 01, distance 02 and distance 03.
In una successiva fase 2 (Phase 2) vengono calcolate le distanze fra il Device 1 e il Device 2 e il Device 3, in modo analogo a quanto descritto per la fase1. In tal caso per?, ? il Device 1 a trasmettere un relativo messaggio di poll che da inizio allo scambio di messaggi. In a subsequent phase 2 (Phase 2) the distances between Device 1 and Device 2 and Device 3 are calculated, in the same way as described for phase 1. In that case for ?, ? Device 1 to transmit a relative poll message which starts the message exchange.
In una successiva fase 3 (Phase 3) vengono calcolate le distanze fra il Device 2 e il Device 3, in modo analogo a quanto descritto per la fase1. In tal caso per?, ? il Device 2 a trasmettere un relativo messaggio di poll che da inizio allo scambio di messaggi. In a subsequent phase 3 (Phase 3) the distances between Device 2 and Device 3 are calculated, in the same way as described for phase 1. In that case for ?, ? Device 2 to send a relative poll message which starts the message exchange.
Anche per le fasi 2 e 3 i relativi messaggi di risposta seguono l?ordine temporale e rispettano gli slot temporali indicati dal messaggio ranging int. Also for phases 2 and 3 the relative response messages follow the time order and respect the time slots indicated by the ranging int message.
Per la fase 1, si noti che siccome i dispositivi risponditori Device 1-Device 3 conoscono esattamente l'ordine e l'istante nel quale devono trasmettere i messaggi di risposta al messaggio poll, il dispositivo iniziatore Device 0 ? a conoscenza degli slot temporali in cui pu? ricevere tali messaggi di risposta. For phase 1, it should be noted that since the responder devices Device 1-Device 3 know exactly the order and the instant in which they must transmit the response messages to the poll message, the initiator device Device 0 ? aware of the time slots in which pu? receive such response messages.
Ci? vale anche per il Device 1, nella fase 2 e per il Device 2 nella fase 3, i quali conoscono gli slot temporali in cui potranno ricevere i messaggi di risposta al relativo messaggio poll. There? this also applies to Device 1, in phase 2, and for Device 2 in phase 3, which know the time slots in which they will be able to receive response messages to the relative poll message.
Il fatto di conoscere gli slot temporali per i quali attendersi i messaggi di risposta permette al dispositivo iniziatore (Device 0) o all?altro dispositivo che attende la risposta (Device 1, Device 2) di portare almeno il modulo ricevitore del proprio ricetrasmettitore 2 in una configurazione di riposo (Idle), quando ? al di fuori di tali slot temporali, riducendo il relativo consumo di energia elettrica. The fact of knowing the time slots for which to expect response messages allows the initiator device (Device 0) or the other device waiting for the response (Device 1, Device 2) to bring at least the receiver module of its own transceiver 2 into a rest configuration (Idle), when ? outside these time slots, reducing the related electricity consumption.
Si noti che la figura 9, sopra citata, rappresenta esemplificativamente anche lo stato di riposo (Idle) nel quale pu? trovarsi il dispositivo mobile 100. Note that figure 9, cited above, also represents by way of example the rest state (Idle) in which it can? find the mobile device 100.
Terza forma di attuazione particolare: messaggi con molteplici significati Questa terza forma di attuazione ? descritta con riferimento all?esempio mostrato in figura 7, e si basa ancora sulla trasmissione del messaggio di inizio misura ranging init che reca le informazioni che rappresentano l?ordine temporale di invio dei messaggi di risposta. Third particular embodiment: messages with multiple meanings This third embodiment ? described with reference to the example shown in Figure 7, and is again based on the transmission of the ranging init measurement start message which carries the information representing the temporal order of sending of the response messages.
Si noti che tale forma di attuazione particolare pu? essere anche indipendente dalla prima forma di attuazione particolare che prevede l?utilizzo dei dati di movimento ed il calcolo dell?indice di potere offensivo. Note that this particular embodiment can? also be independent of the first particular embodiment which provides for the use of movement data and the calculation of the offensive power index.
Rispetto alla soluzione descritta con riferimento alla figura 6, la terza forma di attuazione descritta in questo paragrafo consente di ridurre il numero complessivo di messaggi scambiati fra i vari dispositivi mobili 100 perch? alcuni dei messaggi trasmessi dai dispositivi risponditori Device 1 - Device 3 hanno un duplice significato. Compared to the solution described with reference to figure 6, the third embodiment described in this paragraph allows to reduce the overall number of messages exchanged between the various mobile devices 100 because some of the messages transmitted by the responding devices Device 1 - Device 3 have a double meaning.
In particolare, un primo messaggio trasmesso da un dispositivo risponditore pu? avere, contemporaneamente, il significato di messaggio di risposta (response) per il dispositivo iniziatore (oppure per un altro dispositivo risponditore) e il significato di messaggio di sondaggio (poll) per almeno uno degli altri dispositivi risponditori. Inoltre, un secondo messaggio trasmesso da un dispositivo risponditore pu? avere, contemporaneamente, il significato di messaggio distanza (?distance?) per il dispositivo iniziatore (oppure per un dispositivo risponditore) e il significato di messaggio di fine misura (final) per almeno un altro dispositivo risponditore. In particular, a first message transmitted by a responder device can simultaneously have the meaning of response message for the initiator device (or for another responder device) and the meaning of poll message for at least one of the other responder devices. Also, a second message transmitted by an answering device can simultaneously have the meaning of distance message (?distance?) for the initiator device (or for a responder device) and the meaning of end of measurement message (final) for at least one other responder device.
Come si evince dall?esempio di figura 7, in risposta al messaggio di poll trasmesso dal dispositivo iniziatore Device 0, il dispositivo risponditore Device 1 trasmette un messaggio che ha sia il significato di messaggio di risposta response 01 per il Device 0 sia il ruolo di messaggio di poll (poll 01 e poll 02) per dispositivi Device 2 e Device 3. As can be seen from the example in figure 7, in response to the poll message sent by the initiator device Device 0, the responder device Device 1 sends a message which has both the meaning of response message response 01 for Device 0 and the role of poll message (poll 01 and poll 02) for devices Device 2 and Device 3.
La figura 7 mostra anche il caso in cui, il dispositivo risponditore Device 1 trasmette un messaggio di distanza (distance 01) per il dispositivo Device 0 che ha per? anche il significato di messaggio di fine misura (final 12 e final 13) per i dispositivi Device 2 e Device 3. Figure 7 also shows the case where, the responder device Device 1 transmits a distance message (distance 01) for the device Device 0 which has for? also the meaning of end of measure message (final 12 and final 13) for devices Device 2 and Device 3.
Il modo di procedere sopra indicato riduce il numero di comunicazioni totali necessarie al calcolo di tutte le distanze. Generalizzando, considerando un numero N di dispositivi mobili 100 coinvolti nella fase di ranging, si avr? che con 2N comunicazioni totali si potranno calcolare N (N-1)/2 distanze. The procedure indicated above reduces the total number of communications necessary to calculate all the distances. Generally speaking, considering a number N of 100 mobile devices involved in the ranging phase, one will have that with 2N total communications it will be possible to calculate N (N-1)/2 distances.
Ci? presenta il vantaggio di abbattere enormemente il numero di comunicazioni, quindi il consumo di energia e l'occupazione del mezzo trasmissivo. There? it has the advantage of enormously reducing the number of communications, therefore the energy consumption and the occupation of the transmission medium.
I dispositivi mobili 100 del sistema 200 possono essere configurati in modo tale da gestire la misura della distanza rispetto, per esempio, da due fino a 50 dispositivi mobili 100. The mobile devices 100 of the system 200 can be configured in such a way as to manage the distance measurement with respect to, for example, from two to 50 mobile devices 100.
Quarta forma di attuazione: gestione di dispositivi in stato di riposo Fourth embodiment: management of devices in idle state
Si osservi che ? possibile prevedere che, per ridurre il consumo di energia, i moduli di calcolo e controllo 1 dei dispositivi mobili 100 siano mantenuti per alcuni intervalli di tempo in stato di riposo (idle) di basso consumo. I dispositivi mobili 100 che si trovano nello stato di riposo non rispondono al messaggio di inizio misura ranging init: in questi casi si verifica degli eventi di mancata comunicazione. Observe that ? It is possible to provide that, in order to reduce energy consumption, the calculation and control modules 1 of the mobile devices 100 are kept for some time intervals in a low-consumption idle state. The mobile devices 100 which are in the idle state do not respond to the ranging init measurement start message: in these cases, communication failure events occur.
La figura 8 mostra un esempio in cui il Device 1 non risponde n? al messaggio di poll trasmesso dal dispositivo iniziatore Device 0 n? agli altri messaggi tramessi dallo stesso dispositivo iniziatore o da altri dispositivi mobili 100 coinvolti nella misura. Figure 8 shows an example where Device 1 does not respond n? to poll message sent by initiator device Device 0 n? to the other messages transmitted by the initiator device itself or by other mobile devices 100 involved in the measurement.
Secondo la quarta forma di attuazione, questa situazione viene gestita invalidando nei messaggi di fine misura final quella porzione di messaggio (payload) corrispondente a questi dispositivi mobili 100 in stato di riposo. Le misure relative ai dispositivi mobili che non hanno risposto non vengono quindi aggiornate, ma vengono "invecchiate"; cio? viene associato loro un parametro correlato all?istante di tempo in cui si ? effettuato l?ultimo calcolo della distanza. According to the fourth embodiment, this situation is managed by invalidating in the final end-of-measure messages that portion of the message (payload) corresponding to these mobile devices 100 in the idle state. The measures relating to mobile devices that have not responded are therefore not updated, but are "aged"; that is? is associated with them a parameter related to the instant of time in which ? carried out the last calculation of the distance.
Ci?, fa aumentare la priorit? con la quale le misure non ottenute devono essere rinfrescate, facendo s? che vengano ripianificate nelle successive fasi di ranging non compromettendo la reattivit? del sistema. This?, does it increase the priority? with which the measures not obtained must be refreshed, making s? that are rescheduled in the subsequent stages of ranging not compromising the reactivity? of the system.
Esempio di metodo di funzionamento (diagramma di flusso) Example of operation method (flow chart)
La figura 9 mostra un diagramma di flusso 300 che si riferisce ad un metodo esemplificativo di funzionamento di un dispositivo mobile 100 del sistema di misura della distanza 200, in cui sono previste, vantaggiosamente, tutte le funzionalit? sopra descritte con riferimento alla prima, alla seconda, alla terza e alla quarta forma di attuazione particolare. Figure 9 shows a flowchart 300 which refers to an exemplary method of operation of a mobile device 100 of the distance measurement system 200, in which all the functionalities are advantageously provided. described above with reference to the first, second, third and fourth particular embodiments.
Il metodo del diagramma 300 ? implementato da un?applicazione software che risiede nel modulo di calcolo e controllo 1 e in particolare nel modulo di pianificazione 6 (radio scheduler). The 300 diagram method ? implemented by a software application which resides in the calculation and control module 1 and in particular in the planning module 6 (radio scheduler).
Il metodo 300 prevede una prima fase 301, nella quale si inizializza lo stato dispositivo mobile 100, seguita da una seconda fase 302 (Discovery phase) nella quale il dispositivo 100 invia e riceve i messaggi di blink (figura 3)di altri dispositivi mobili 100 e registra gli indirizzi dei relativi dispositivi. The method 300 provides a first phase 301, in which the mobile device 100 state is initialized, followed by a second phase 302 (Discovery phase) in which the device 100 sends and receives the blink messages (figure 3) of other mobile devices 100 and records the addresses of the related devices.
In una terza fase 303 (Read Current Motion Information) il dispositivo mobile 100 legge le proprie informazioni di movimento attuali per pianificare il proprio ruolo/stato. In a third step 303 (Read Current Motion Information) the mobile device 100 reads its current motion information to plan its role/status.
In una quarta fase 304 (Update aging of measurements), viene aggiornata un?indicazione del grado di ?vecchiaia? delle misure di distanza gi? effettuate, in modo che il dispositivo mobile 100 conosca l?affidabilit? di quelle misure di distanza immagazzinate, con una possibile ricaduta sull?indice di potere offensivo, sopra descritto. In a fourth phase 304 (Update aging of measurements), an indication of the degree of ?old age? of the distance measures already? carried out, so that the mobile device 100 knows the? reliability? of those measures of distance stored, with a possible impact on the index of offensive power, described above.
In una quinta fase 305 (Refresh scheduler parameters based on the state of all known devices), viene effettuato un aggiornamento di tutti i parametri che lo scheduler 6 dispone in merito agli altri dispositivi mobili 100 di cui conosce la presenza. In una sesta fase 306 (Schedule) lo scheduler 6 pianifica il ruolo che il dispositivo 100 assumer? in un determinato slot temporale. In a fifth phase 305 (Refresh scheduler parameters based on the state of all known devices), an update is carried out of all the parameters which the scheduler 6 has in relation to the other mobile devices 100 whose presence it knows. In a sixth phase 306 (Schedule) the scheduler 6 plans the role that the device 100 will assume? in a certain time slot.
Lo scheduler 6 comanda il cambio di ruolo (o stato) del relativo dispositivo mobile 100 fra i ruoli alternativi di Presentazione (Discovery), Iniziatore (Inititiator), Risponditore (Responder) o Riposo (Idle). The scheduler 6 controls the change of role (or state) of the related mobile device 100 between the alternative roles of Presentation (Discovery), Initiator (Inititiator), Responder (Responder) or Rest (Idle).
Nel ruolo di presentazione (Discovery), il dispositivo mobile 100 procede sostanzialmente come gi? descritto con riferimento alla figura 6 con la trasmissione di un relativo messaggio di blink. In accordo con ci?, la figura 9 riporta la dicitura: ?Broadcast di Blink con mio indirizzo e informazioni di moto (TX)?. In the role of presentation (Discovery), the mobile device 100 proceeds substantially as already described with reference to figure 6 with the transmission of a relative blink message. In accordance with this, figure 9 shows the wording: ?Broadcast by Blink with my address and motion information (TX)?.
Nel ruolo di Iniziatore (Initiator), il dispositivo mobile 100 opera come descritto con riferimento alle figure 6, 7 o 8 con riferimento al Device 0 (che agiva da iniziatore). In particolare, la figura 9 individua le seguenti sotto-fasi, che risultano chiare in base alla precedente descrizione: In the role of Initiator, the mobile device 100 operates as described with reference to Figures 6, 7 or 8 with reference to Device 0 (which acted as the initiator). In particular, Figure 9 identifies the following sub-phases, which are clear based on the previous description:
- ?Broadcast del Ranging init con sequenza per risponditori (interni all?area di misura) (TX)?; - ?Broadcast of the Ranging init with sequence for responders (inside the measurement area) (TX)?;
- ?Misura two-way asimmetrica a due lati?; - ?Two-way asymmetrical two-sided fit?;
- ?Aggiornamento della lista di dispositivi (distanza moto)?. - ?Updating the list of devices (motorcycle distance)?.
Nel ruolo di Risponditore (Responder), il dispositivo mobile 100 si comporta, per esempio, come descritto con riferimento al Device 1 delle figure 6, 7 o 8. In the role of Responder, the mobile device 100 behaves, for example, as described with reference to the Device 1 of figures 6, 7 or 8.
Per il ruolo di Risponditore (Responder), la figura 9 individua le seguenti sotto-fasi: a) ?Ascolto di messaggi di Blink o di Ranging Init?; For the Responder role, Figure 9 identifies the following sub-phases: a) ?Listening to Blink or Ranging Init messages?;
b) Valutazione se: ?messaggio ricevuto o tempo di attesa scaduto?; b) Evaluation if: ?message received or waiting time expired?;
c) In caso positivo, valutazione della ricezione di un messaggio ?Ranging Init ??; d) In caso di avvenuta ricezione del messaggio Ranging Init, si procede con la ?Misura two-way asimmetrica a due lati?; c) If so, evaluation of receipt of a ?Ranging Init ?? message; d) In case of successful reception of the Ranging Init message, we proceed with the ?Two-way asymmetric measurement on two sides?;
e) Dopo la fase precedente, ?Aggiornamento della lista di dispositivi (distanza moto)?; f) In caso in cui la fase c), riveli l?assenza del messaggio Ranging Init, si passa alla fase seguente (g); e) After the previous phase, ?Updating the list of devices (motorcycle distance)?; f) In the event that phase c), reveals the absence of the Ranging Init message, one passes to the following phase (g);
g) Valutazione della ricezione di un messaggio ?Blink ??; g) Evaluation of the receipt of a ?Blink ?? message;
h) In caso di ricezione del messaggio di Blink, si effettua un ?Aggiornamento della lista di dispositivi (distanza moto)?. h) If the Blink message is received, an ?Update of the list of devices (motorcycle distance)? is performed.
Quando invece, il dispositivo mobile 100 si trova nello stato di Riposo (Idle), valuta almeno i propri dati di movimento ed il tempo di attesa di messaggi (ad esempio, ranging init) per decidere se rimanere nello stato di riposo o affidarsi allo scheduler per assumere, un altro ruolo. On the other hand, when the mobile device 100 is in the Rest state (Idle), it evaluates at least its movement data and the message waiting time (for example, ranging init) to decide whether to remain in the rest state or rely on the scheduler to assume, another role.
Esempi di struttura dei messaggi Examples of message structure
La figura 10 mostra un esempio della struttura del messaggio di blink che comprende, fra altro, una porzione dedicata all?indirizzo ID e una porzione dedicata alle informazioni di moto (Motion Information). Il Sequence number indicato in figura 10 ? un indice che viene incrementato ad ogni trasmissione, come previsto dallo standard IEEE. Figure 10 shows an example of the structure of the blink message which includes, among other things, a portion dedicated to the ID address and a portion dedicated to motion information (Motion Information). The Sequence number shown in figure 10 ? an index that is increased with each transmission, as required by the IEEE standard.
La figura 11 mostra, a titolo di esempio, una parte di messaggio che la cui struttura pu? essere uguale per le diverse tipologie di messaggi impiegati: messaggi ranging init, poll/response e final/distance. Figure 11 shows, by way of example, a part of a message whose structure can be the same for the different types of messages used: ranging init, poll/response and final/distance messages.
La figura 12 mostra esemplificativamente il payload del messaggio ranging init idoneo ad implementare la forma di attuazione descritta con riferimento alle figure 6 e 7 in relazione all?ordine temporale qui definito dall?indicazione di un ritardo nella risposta (response delay) e dall?indicazione sequenza ordinata dei risponditori. Figure 12 shows by way of example the payload of the ranging init message suitable for implementing the embodiment described with reference to figures 6 and 7 in relation to the temporal order defined here by the indication of a delay in the response (response delay) and by the indication ordered sequence of responders.
La figura 13 mostra la struttura esemplificativa di un messaggio che pu? fungere da Final, per una determinata coppia di dispositivi mobili 100, e da Distance, per un'altra coppia di dispositivi mobili 100, in accordo con la forma di attuazione descritta con riferimento alla figura 7. Figure 13 shows the exemplary structure of a message that can act as Final, for a given pair of mobile devices 100, and as Distance, for another pair of mobile devices 100, in accordance with the embodiment described with reference to figure 7.
La figura 14 mostra la struttura esemplificativa di un messaggio che pu? fungere da Poll, per una determinata coppia di dispositivi mobili 100, e da Response, per un'altra coppia di dispositivi mobili 100, in accordo con la forma di attuazione descritta con riferimento alla figura 7. Figure 14 shows the exemplary structure of a message that can act as a Poll, for a given pair of mobile devices 100, and as a Response, for another pair of mobile devices 100, in accordance with the embodiment described with reference to figure 7.
Claims (14)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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| IT102020000010975A IT202000010975A1 (en) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | Mutual distance measurement system between mobile devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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