طراحی و پیاده‌سازی یک سیستم فاصله سنجی کم‌مصرف مبتنی بر فناوری فرا پهن باند ناهمدوس با کاربرد ردیابی تجهیزات

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران.

2 گروه مهندسی برق، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

3 گروه مهندسی برق، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران.

doi
10.71656/jce.2026.1195738
چکیده

یک سیستم فاصله‌سنجی دومسیره مبتنی بر فناوری فراپهن‌باند ناهمدوس طراحی و پیاده‌سازی شده است. این سیستم از یک رادیوی فراپهن‌باند ناهمدوس کم‌مصرف به همراه میکروکنترلر STM32L051 برای دستیابی به‌دقت بالا، نرخ به‌روزرسانی سریع و حداقل مصرف انرژی استفاده می‌کند. با به‌کارگیری تکنیک تقسیم تناوب کلام به چهار پنجره‌ی کوچک همپوشان، دقت زمانی دریافت سیگنال چهار برابر بهبودیافته و پس از میانگین‌گیری، دقت فاصله‌سنجی به ۱۰ سانتی‌متر رسیده است. همچنین، با میانگین‌گیری تنها از ۱۰۰ نمونه‌ی خام فاصله‌سنجی، انحراف معیار فواصل اندازه‌گیری شده به ۱۲ سانتی‌متر کاهش یافته است. در حالی‌که افزایش بازه‌ی میانگین‌گیری موجب بهبود بیشتر انحراف معیار می‌شود، اما نرخ به‌روزرسانی را کاهش داده و مصرف توان تجهیزات هدف را افزایش می‌دهد. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که با ۱۰۰ نمونه و نرخ به‌روزرسانی ۱ هرتز، توان مصرفی تَگ تنها ۲۴ میکرووات است که به‌طور قابل‌توجهی کمتر از سیستم‌های مشابه است. آزمایش‌های عملی و مقایسه با سیستم‌های پیشرفته نشان می‌دهد که روش پیشنهادی برای سیستم‌های مکان‌یابی بلادرنگ (RTLS) و کاربردهای کم‌مصرف بسیار مناسب است. این پژوهش، راهکاری مقرون‌به‌صرفه برای کاربردهای داخلی از جمله ردیابی در انبارها، تجهیزات پزشکی و محیط‌های صنعتی ارائه می‌دهد.