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端到端通信:LoRa以极低的价格提出新的地理定位解决方案

更新时间:2018-11-21
摘要:

LoRaWAN是由LoRa联盟开发的用于低功耗、广域网(LPWAN)通信的新全球标准。LPWAN允许设备的电池寿命在10年以上,很多对成本控制要求严格的领域,比如这农业、智慧城市、抄表等,低耗电量使得大规模物联网部署成为可能,LoRa模块价格在20元左右,并且没有资费。LoRaWAN得到全球主要网络运营商的支持,包括Orange,Comcast,NTT,Softbank,Proximus,KPN,Swisscom等。

 

地理定位和对象跟踪是物联网的主要用例之一

LoRaWAN提供多种地理定位服务:基于网络和基于GPS。两者都比以前的技术有了重大改进。

基于网络的地理定位是成本最低的选择。它适用于任何具有LoRa收发器的设备,将包括电池在内的材料清单减少到5USD以下。它也是电池效率最高的技术,可使用标准LTC 2Ah电池进行数年的跟踪。定位技术基于时差(TDoA)三角测量,在农村环境中达到约30米精度,在城市环境中达到约150米精度(由于信号到达时间的反射效应)。

该服务要求运营商部署提供“接收宏分集”的网络,这意味着多个基站能够从跟踪器设备中拾取信号。上面列出的大多数LoRaWAN网络实现了这一点,并且在大多数城市中,运营商提供5个站的宏观多样性,甚至更多。该技术最适合农业应用,公园或森林监测,以及主要工程项目的数字化:由于15km +范围的LoRaWAN基站,覆盖自然保护区等广大地区非常便宜。应用包括灌溉控制,防火,濒危物种保护,露天矿山和大型建筑项目的资产跟踪等。

基于GPS的地理位置并不新鲜,但LoRaWAN使其更具成本效益和多功能性。基于GPS的跟踪器应用受到电池寿命短(或电池成本过高)和通信费用高的限制。不再。使用LoRaWAN作为通信技术而不是GPRS,甚至更新的3GPP选项(如NB-IoT),将能源预算削减了一个数量级。

但使用LoRaWAN的优势并不止于此。GPS通常需要很长时间才能获得单个定位,这会占用大量电池电量。传统的A-GPS技术将修复时间缩短到几秒钟,但需要大量CPU或大量通信流量。这两种方案都不具备能源效率,并且与多年跟踪用例兼容。在最先进的LoRaWAN跟踪实现中,使用了一种新形式的AGPS,可确保低固定时间和低CPU和通信流量。该技术还可以显着降低跟踪器GPS子系统的复杂性。

总体而言,这两项关键创新-使用LoRaWAN作为通信网络并利用优化的AGPS,将GPS跟踪的TCO预算降低了一个数量级。我们正在进入大规模批量部署的新时代。

不远的未来我们将使用多模式定位。最好的商业跟踪器能够使用基于网络和优化的基于GPS的地理定位,但不仅如此。在室内时,跟踪系统将使用WiFi,于网络的TDoA三角测量相结合,以在室内提供全面的服务连续性。最先进的跟踪器还能够使用内部传感器(加速度计,磁力计......)来实现航位推算和传感器融合增强功能,从而提高精度。最后但并非最不重要的是,蓝牙低功耗(BLE)信标信号可用于在数十米范围内找到设备。通过LoRaWAN网络的双向特性和跟踪器上的逻辑,可以动态地在这些多个位置模式之间切换。

这种先进的多模跟踪器即将实现物流业的端到端数字化。货物将不再仅在定义的检查点进行追踪,而是不断追踪。LoRaWAN启用的新TCO级别意味着数字托盘即将成为现实。他们将通过GPS和网络三角测量结合在室外进行跟踪,在室内通过WiFi和信标进行跟踪。双向LoRaWAN通信链路将实现功率/精度​​权衡的动态优化:从基于超级节能网络的三角测量(地理围栏,路线健全性检查)到基于GPS(按需定位),基于WiFi(室内)和蓝牙(寻找资产)。

这些新的数字托盘不仅可以减少损失,还可以提供全新的高品质运输。对于边际成本增加,跟踪器还可以持续监控温度,冲击等,为环境标准,卫生和优化的保险政策提供支持。

物联网经常被吹捧为所有行业的转型技术。有时,很难确定它是炒作还是现实,但对于物流行业(以及所有资产丰富的业务),毫无疑问,LoRaWAN在位置上是一个改变游戏规则的技术。在价格敏感的行业中引入一个导致成本大量降低这种事儿不常发生。