Sisätilapaikannus mobiililaitteella

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää prototyyppiapplikaatio toteuttamaan mobiililaitteen paikannusta sisätiloissa. Opinnäytetyön toimeksiantajana oli Tampereen ammattikorkeakoulu, joka tarvitsi tutkimustietoa siitä, voiko mobiililaitetta paikantaa kampusalueen sisätiloissa olemassa olevaa laiteinfrastruktuuria käyttämällä.

Prototyyppiapplikaatio kehitettiin Flux-arkkitehtuurin mukaisesti React-käyttöliittymäkirjastoa, JavaScriptiä ja HTML 5:ttä hyödyntäen. Sisätilapaikannus toteutettiin trilateroimalla langattomista lähiverkkotukiasemista vastaanotettujen signaalien tehoa suhteessa etäisyyteen. Prototyypin koodirunko on kääritty Apache Cordovalla ja on siirrettävissä mobiilikäyttöjärjestelmäalustalta toiselle.

Ensimmäinen luku sisältää johdannon opinnäytetyöhön. Toinen luku esittelee nykyisiä mobiililaitteen paikannusmenetelmiä. Kolmas luku käsittelee prototyyppiapplikaation suunnittelua, sen kehittämiseen käytettyjä työkaluja, testilaitteita ja prototyypin kehitystyötä. Neljäs luku esittää langattomien lähiverkkotukiasemien mittausten valmistelut, mittausten suoritukset, mittaustulosten analyysit ja prototyyppiapplikaation käytännön testauksen. Luku viisi sisältää pohdinnan opinnäytetyön onnistumisesta, prototyyppiapplikaation jatkokehityksestä ja paikkatietoapplikaation tietoturvakysymyksistä.

Prototyyppiapplikaatiosta saatiin toimiva ja paikannustarkkuus on vaatimuksissa määriteltyä kerroksen tarkkuutta parempi. Paikannustarkkuus oli sisätilapaikannuksen erityispiirteistä ja rakennusten laiteinfrastruktuurista johtuen kuitenkin summittainen. Mobiililaitteen paikantaminen onnistui kerroksen, kerroksen osan tai tilan tarkkuudella riippuen rakennuksesta.

The purpose of this Bachelor’s thesis was to develop a prototype application to provide an indoor location service on a mobile device. The assignment for my thesis was received from Tampere University of Applied Sciences. Research was needed to determinate if gathering indoor location information inside the campus area is possible on a mobile device using existing device infrastructure.

The prototype application was developed using Flux-architecture with React user inter-face library, JavaScript and HTML 5. Indoor location service was performed by trilateration of signal strengths received from wireless local area network access points versus distance. The prototype application codebase was wrapped with Apache Cordova and is transferrable from a mobile device operating system to another.

Chapter one includes introduction to this thesis. The second chapter presents current positioning services available to mobile devices. The third chapter introduces the prototype application, tools and devices used in prototype application development process. Chapter four describes the measurement process, analysis of measured data and practical testing of the prototype application. The fifth chapter reflects the success of the thesis, future development of the prototype application and security concerns of a positioning application.

Prototype application was fully functional and the positioning accuracy was better than the accuracy demand of locating device to a certain floor. Because of the special features of indoor location and of wireless local area networking device infrastructures, the location accuracy was reasonable. Positioning of a mobile device was possible within a floor, part of a floor or within a room, depending on the device infrastructure of the building.