Energy loss in cement-based material for efficient sensor deployment at a site

Past construction research has focused primarily on the realization of tracking systems but much less on their effectiveness. Despite significant achievements, little is known about the relationship between the environmental site conditions and deployed sensors and their influence on system effectiveness. To reduce this knowledge gap, we investigate the effect of cement-based material on signal energy loss using electromagnetic simulation. We take conventional electromagnetic equations and derive equations that quantitatively describe the signal behavior influenced by cement-based material. Then, we conduct high frequency structure simulator (HFSS) simulations and use the experimental measurements for benchmark comparison with our analytical solution. Results suggest that our analytical method accurately quantifies attenuated signal loss. Also, we construct an attenuation spectrum of energy loss for cement-based material, which can serve as a reference for sensor deployment. Therefore, the method should enable quantification of the signal loss of sensors without actually deploying them or measuring signal data, which should lead to the more effective deployment of tracking sensors. Key words: radio signal strength indication (RSSI), electromagnetic simulation, indoor localization, mobile sensing, optimization, sensor deployment, tracking. Dans le passe, la recherche en construction a porte principalement sur la realisation de systemes de controle des signaux, mais beaucoup moins sur leur efficacite. Malgre des accomplissements importants, on en sait tres peu sur la relation entre les conditions environnementales de l'emplacement et les capteurs deployes et leur effet sur l'efficacite du systeme. Dans le but de reduire cet ecart de connaissances, nous examinons l'effet des materiaux a base de ciment sur la perte d'energie du signal, et ce, en utilisant la simulation electromagnetique. Nous prenons des equations electromagnetiques traditionnelles et derivons des equations qui decrivent quantitativement le comportement du signal influence par les materiaux a base de ciment. Ensuite, nous effectuons une simulation a l'aide d'un simulateur de structure a haute frequence (<< HFSS >>) et des mesures experimentales aux fins de comparaison de reference avec notre solution analytique. Les resultats suggerent que notre methode analytique quantifie precisement la perte de signal attenuee. Aussi, nous construisons un spectre d'attenuation de perte d'energie pour les materiaux a base de ciment, qui peut servir de reference pour le deploiement de capteurs. Donc, la methode devrait permettre la quantification de la perte de signal des capteurs sans pour autant les deployer ou mesurer des donnees de signal, ce qui devrait mener au deploiement plus efficace de capteurs de suivi. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: indicateur de la force du signal recu (<< RSSI >>), simulation electromagnetique, localisation interieure, captage mobile, optimisation, deploiement de capteurs, suivi.
Introduction Innovation in construction Capitalizing on technological advances in recent years, researchers have explored various methods that benefit the construction industry from design to operation and management. As a result, [...]