W tegorocznym konkursie Rektora na najlepszą pracę studenta wykonaną w ramach działalności w kole naukowym WAT nagrodę III stopnia uzyskał inż. Krzesimir Lewiński za prace pt. Lokalizator osób wykorzystujący systemy GPS oraz LoRA , której opiekunem jest dr inż. Stanisław KONATOWSKI, prof. WAT.  Krzesimir Lewiński to student 5 roku kierunku elektronika i telekomunikacja, specjalność; urządzenia i systemy elektroniczne i członek Koła Naukowego Elektroników oraz Studenckiego Koło SEP przy WAT. Wręczenie nagród nastąpi w dniu święta Akademii 29 listopada 2021 r.

Uczestnicy konkursu Rektora na najlepszą pracę studenta wykonaną w ramach działalności w kole naukowym WAT

Celem projektu było opracowanie prototypu sytemu pozwalającego na lokalizację osób. Często jest to zadanie nie łatwe ze względu na czynniki utrudniające proces komunikowania się pomiędzy osobami, a także ze względu na procedury lokalizacyjne osób w ruchu. Urządzenie mieści się w ładownicy na magazynek karabinowy, ma zasięg co najmniej 1 km oraz pozwala wezwać w razie potrzeby członków grupy do bazy. Urządzenie jest niezależne od sieci zewnętrznych takich jak GSM (ang. Global System for Mobile Communications) czy Internet, a baza systemu jest przenośna. Koszty wytworzenia lokalizatora nie przekraczają 200 zł za sztukę oraz 500 zł za bazę.

Inż. Krzesimir Lewiński w trakcie prezentacji swojego projektu

Układ lokalizatora składa się z czterech głównych elementów:

• modułu głównego – mikrokontrolera ESP32 zarządzającego wszystkimi procesami urządzenia,
• modułu nawigacji – modułu GPS Neo-6m (odbiornika systemu GPS),
• modułu nadawczego – LoRa sx1278 pozwalającego na przekazywanie pozycji do bazy,
• modułu zasilania – Battery Shield dostarczającego napięcie o wartości 5 V o maksymalnej wydajności prądowej 3 A.

Elementy składowe opracowanego lokalizatora

Warstwa sprzętowa bazy zrealizowana jest za pomocą płytki rozwojowej Raspberry Pi wraz z podłączonym modułem LoRa. Warstwa oprogramowania składa się z czterech części. Pierwszą częścią jest konfiguracja na poziomie systemu operacyjnego oprogramowania autorstwa modułu LoRa, pozwalającego na przekierowanie danych wejściowych i wyjściowych do wirtualnego portu szeregowego. Drugą częścią jest oprogramowanie przygotowane w języku Python mające za zadanie nasłuchiwanie komunikatów pochodzących z portu szeregowego oraz przekazywanie ich do serwera MQTT. Trzecią częścią jest oprogramowanie przygotowane w języku Python mające za zadanie nasłuchiwanie komunikatów pochodzących z MQTT oraz zapisywanie tych komunikatów w bazie danych. Czwartą i ostatnią częścią jest oprogramowanie przygotowane w języku Python mające za zadanie uruchomienie małego serwera WWW. Po podłączeniu się do serwera WWW przez przeglądarkę internetową, za pomocą języka JavaScript wyświetlana jest mapa punktów pochodzących z bazy danych.

W trakcie przygotowywania projektu wykonano wiele testów sprawdzających możliwości zastosowanych modułów elektronicznych. Pierwsze testy odbyły się na osiedlu Bemowo Jelonki. Moduł uzyskał zasięg 1,3 km, co pozwoliło wykreślić następującą ścieżkę.

Trasa wyznaczona na podstawie danych odebranych z modułu

Badania poligonowe polegały na wykonywaniu kolejnych prób nawiązania łączności podczas zmiany położenia użytkowników. Ich nadrzędnym celem było przetestowanie zaprogramowanych funkcjonalności. Dotyczyły one przede wszystkim korzystania z funkcjonalności lokalizatora oraz dokładnego namierzania pozycji użytkownika. Badania zostały przeprowadzone na trudnych obszarach dla poprawnego działania składowych systemów – na terenie leśnym.

Zrzut ekranu dot. lokalizacji bazy i trzech użytkowników w czasie testów

SERDECZNIE GRATULUJEMY ! ! !