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您的低功耗廣域網:選擇最佳位置定位選項


您的低功耗廣域網:選擇最佳位置定位選項

低功耗廣域網 (LPWAN) 首次出現是因為物聯網設備需要更小、更便宜,同時還要保持電池效率并滿足所有形式的要求。通過提供長距離、低功耗和低帶寬的通信,LPWAN 可以滿足許多物聯網用例的操作需求。它們降低了設備的成本和電池消耗,不僅延長了使用壽命,而且還降低了其運營開銷的大小和成本。在許多這些用例中,性能取決于一個關鍵特性:準確的定位能力。這些定位方法可以包括 GNNSWiFi 定位等。

預計物聯網設備未來增長的很大一部分將來自低功耗廣域網。到 2025 年,預計將有超過 20 億臺設備 通過 LPWAN 連接。

有幾種不同的網絡,例如 NB-IoTLoRaWANSigfox LTE Cat-M,它們都提供了這些獨特的功能。這些網絡的用例包括資產跟蹤解決方案、智能城市基礎設施和智能計量。讓我們討論如何根據用例需求選擇最佳位置定位選項。

LoRaWAN:低功耗廣域網規范

與傳統移動網絡相比,低功耗廣域網的覆蓋范圍更廣,因此能夠以更低的成本傳輸少量數據(每臺設備)。LPWAN 非常適合許多非常小型、低成本的設備定期傳輸和接收少量數據的用例。

LoRaWAN 是一種 LPWAN 規范,旨在用于區域、國家或全球網絡中的無線電池供電設備。LoRa 或遠程無線電的理想用例涉及不經常傳輸少量數據并在部署 LoRa 基礎設施的區域內移動的小型工業設備。從減少能源費用、智能照明和優化廢物收集,到智能計量和供應鏈和物流,LoRaWAN 的機會很多。也就是說,這些用例嚴重依賴位置才能正常執行。

用于低功耗廣域網的內置定位技術

LoRa 使用一種稱為到達時間差 (TDOA) 的內置定位技術啟用這些應用程序。TDOA 技術使用無線基礎設施(即 LoRa 網關)定位設備。使用 TDOA 的手機和設備定位是 20 多年前開發的。它致力于創建用于 E-911 和其他應用程序的準確定位解決方案。

這項工作導致開發了一個大型知識產權組合,該組合為 TDOA 實施的許多方法和系統申請了專利。多年來,TDOA 已經適應支持物聯網的本地 LoRa TDOA 位置。由于網關能夠收集和傳輸定時信息,因此可以通過比較信號到達多個網關的時間來定位設備。TDOA 的準確性在很大程度上取決于所部署的低功率廣域網基站的密度。如前所述,這因地理和形態(城市與郊區等)而有很大差異。雖然對于某些物聯網用例來說,這種廣域位置可能是可以接受的,但如果需要更準確地了解設備的位置,TDOA 可能不是一個具有成本效益的選擇。
LoRa
的低距離傳輸能力意味著網絡節點相距很遠,這對部署成本來說是一個優勢,但對 TDOA 來說是一個挑戰。這就是 GNSS WiFi 提供最準確和最具成本效益的定位功能的地方。

GNSS WiFi 定位:優缺點

全球導航衛星系統 (GNSS) 等基于衛星的定位方法似乎具有比積極方面更多的消極方面。首先,讓我們看一個強大的優勢:GNSS 設備在設備可以看到衛星的區域(例如室外環境)非常準確。這會有所幫助,尤其是當其他位置定位選項在戶外不準確時。現在,讓我們繼續討論缺點。

全球導航衛星系統的缺點:

在室內不是很準確

在密集的城市環境中不是很準確,例如大多數城市

GNSS 芯片組和接收器可能很昂貴

可以耗盡設備電池,抵消 LPWAN 的一些主要優勢

WiFi 定位是另一種定位選項,它使用現有的基礎設施和 WiFi 接入點 (AP)。對于 WiFi 定位,設備必須能夠掃描附近的接入點 (AP) 并通過 LoRa 傳輸信息,低功耗廣域網可以確定設備的位置。設備需要能夠看到 WiFi AP,但不需要連接到它。

WiFi定位的優勢

最佳,因為它可以與其他信號(混合)相結合,以創建一個改進的定位系統,與任何單獨的選擇相比

提供室內定位能力和準確性

顯著的成本優勢,因為網關過度部署不需要達到同等的準確水平

由于更高的AP,在城市環境中可以達到15-30米的精度

WiFi定位的缺點

WiFi 掃描相對于 TDOA 消耗的增量功率。這是對顯著改善的室內和室外位置的權衡

由于接入點較少,農村地區的最佳定位精度較低

在精確位置跟蹤至關重要的用例中,WiFi 定位無疑是贏家。將 WiFi 定位與基于低功耗廣域網的定位相結合,提高了整個網絡的整體定位精度和可靠性。此外,通過將 WiFi 定位添加到系統中,它可以擴展設備的覆蓋范圍并提供更高精度的定位技術。最后,通過獲取 WiFi 掃描并將其發送到網絡進行定位,可以最大限度地減少設備的電池消耗。這些優勢使 WiFi 成為低功耗廣域部署的最佳選擇。

低功耗廣域網的要點

低功耗廣域網可降低設備的成本和電池使用量,提供更智能的使用機會。然而,這些網絡的性能取決于準確的定位能力。選擇正確的位置定位選項將確保正常運行。當需要精確的位置跟蹤時,應使用 WiFi 定位,因為它可以提高整個網絡的整體定位準確性和可靠性。

 

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