Caratterizzazione e ottimizzazione energetica di sistemi di localizzazione UWB

Questo progetto di tesi esplora l’utilizzo della tecnologia di comunicazione a banda ultra larga (UWB) per applicazioni di localizzazione, con un focus sulla caratterizzazione del consumo energetico di moduli commerciali in diverse configurazioni e scenari. Le misurazioni dei consumi energetici di moduli basati su sistemi embedded complessi hanno evidenziato l’incompatibilità con soluzioni di alimentazione basate su energy harvesting, dovuta alla complessità dell’architettura hardware e software del dispositivo. Pertanto, è stato realizzato un sistema di ranging semplificato ed energeticamente più efficiente, basato sull’utilizzo a basso livello di due moduli UWB, uno programmato come ”tag” e l’altro come ”ancora”. Successivamente, sono state adottate strategie di ottimizzazione dei consumi, tra cui la scelta dei parametri di localizzazione, la riduzione dei tempi di esecuzione della fase di ranging, e l’utilizzo dello stato a bassissimo consumo energetico (deep sleep) tra una localizzazione e l’altra. Test di ranging indoor e outdoor hanno valutato l’accuratezza e l’affidabilità del sistema con e senza parametri ottimizzati, evidenziando il trade-off tra prestazioni e consumi. È stato misurato, inoltre, il consumo di potenza del tag con e senza l’utilizzo di strategie di ottimizzazione energetica, dimostrando l’efficacia delle scelte adottate. Infine, è stata valutata la possibilità di alimentare il modulo tramite energy harvesting, con l’utilizzo di una cella solare o un rettificatore a radio-frequenza, indicando le condizioni necessarie affinché questo tipo di alimentazione autonoma risulti compatibile con il dispositivo utilizzato.