Глобальная сеть с низким энергопотреблением (LPWAN) впервые появилась в результате необходимости уменьшить размеры и стоимость устройств IoT, сохраняя эффективность работы от  батарейки. Обеспечивая дальнюю связь с низким энергопотреблением и низкой пропускной способностью, сети LPWAN удовлетворяют рабочие потребности многих вариантов использования IoT. Они снижают как стоимость, так и расход батареи устройств, что не только продлевает срок службы, но также уменьшает размер накладных расходов. Во многих из этих вариантов использования производительность зависит от одной важной функции: возможности точного определения местоположения. Эти методы определения местоположения могут включать в себя GNNS, позиционирование Wi-Fi и или другое.

Ожидается, что большая часть будущего роста устройств IoT будет приходиться на маломощные глобальные сети. К  2025 году ожидается, что более 2 миллиардов устройств  будут подключены через LPWAN.

Существует несколько различных сетей , таких как NB-IoT, LoRaWAN, Sigfox или LTE Cat-M, каждая из которых предлагает эти уникальные возможности. У этих сетей есть разные варианты использования, включая решения для отслеживания активов, инфраструктуры умного города и интеллектуальных измерений. Давайте обсудим, как выбрать лучший вариант позиционирования в зависимости от потребностей использования.

LoRaWAN: Спецификация глобальной сети с низким энергопотреблением

Глобальные сети с низким энергопотреблением имеют больший радиус действия, чем традиционные мобильные сети, что позволяет им передавать небольшие объемы данных на устройство с меньшими затратами. LPWAN идеально подходят для случаев, когда множество очень маленьких недорогих устройств периодически передают и получают небольшие объемы данных.

LoRaWAN — это спецификация LPWAN, предназначенная для беспроводных устройств с питанием от батареек в региональной или глобальной сети. Идеальный вариант использования LoRa, или радиосвязи дальнего действия, включает в себя небольшие промышленные устройства, которые нечасто передают небольшие объемы данных и перемещаются в пределах области, где развернута инфраструктура LoRa. От уменьшения счетов за электроэнергию, умного освещения и оптимизации сбора отходов, до интеллектуальных измерений, цепочек поставок и логистики — возможности LoRaWAN многочисленны. Тем не менее, эти варианты использования в значительной степени зависят от местоположения для правильной работы.

LoRaWAN — это спецификация LPWAN, предназначенная для беспроводных устройств с питанием от батареек в региональной или глобальной сети. Идеальный вариант использования LoRa, или радиосвязи дальнего действия, включает в себя небольшие промышленные устройства, которые нечасто передают небольшие объемы данных и перемещаются в пределах области, где развернута инфраструктура LoRa. От уменьшения счетов за электроэнергию, умного освещения и оптимизации сбора отходов, до интеллектуальных измерений, цепочек поставок и логистики — возможности LoRaWAN многочисленны. Тем не менее, эти варианты использования в значительной степени зависят от местоположения для правильной работы.

Технология определения местоположения для маломощных сетей большой площади

LoRa позволяет сторонним приложениям использовать встроенную технологию определения местоположения, за счет разницы по времени прибытия сигнала (TDOA). Определяется положение устройств использующих беспроводные шлюзы LoRa. Локация мобильных телефонов и устройств с помощью TDOA была разработана более 20 лет назад.

Эта работа привела к разработке большого портфеля интеллектуальной собственности, в котором запатентовано множество методов и систем для реализации TDOA. За прошедшие годы TDOA был адаптирован для поддержки собственных алгоритмов определения местоположения LoRa TDOA для IoT. Поскольку шлюзы могут собирать и передавать информацию по времени, устройства могут быть обнаружены путем сравнения времени поступления сигналов на несколько шлюзов. Точность TDOA в значительной степени зависит от плотности развертывания маломощных базовых станций глобальной сети. Как уже упоминалось, что это сильно зависит от географии (город или пригород и т. д.).

Возможности передачи LoRa с малым радиусом действия означает, что сетевые узлы разнесены далеко друг от друга, это более выгодно с точки зрения затрат на развертывание, но точность падает. Именно здесь на помощь приходят GNSS или Wi-Fi, которые обеспечивают наиболее точные и выгодные возможности определения местоположения.

Позиционирование GNSS и Wi-Fi: преимущества и недостатки

Спутниковые методы определения местоположения, такие как Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС). Во-первых, давайте рассмотрим одно сильное преимущество: устройства GNSS очень точны в областях, где спутники могут быть в прямой видимости, например, на открытом воздухе. Теперь перейдем к недостаткам.

Недостатки ГНСС:

• Не очень точно в помещении
• Не очень точен в плотной городской среде, например, в большинстве городов.
• Чипсеты и приемники GNSS могут быть дорогими
• Может быстро разрядить аккумулятор устройства.

Позиционирование Wi-Fi - это еще один вариант определения местоположения, использующий существующую инфраструктуру и точки доступа Wi-Fi. Для определения местоположения Wi-Fi устройство должно сканировать ближайшие точки доступа и передавать информацию через LoRa, где маломощная глобальная сеть может определить местоположение устройства. Устройство должно видеть точку доступа Wi-Fi, но не обязательно к ней подключаться.

Преимущества позиционирования Wi-Fi

• С одной стороны оптимален, поскольку его можно комбинировать с другими сигналами для создания лучшей системы определения местоположения по сравнению с отдельным решением.
• Обеспечивает возможность и среднюю точность
• Экономия в затратах, поскольку для среднего уровня точности не требуется большого числа шлюзов.
• Может достигать точности 5-10 метров в городских условиях.

Недостатки позиционирования Wi-Fi

• Высокое потребление сканированием Wi-Fi по сравнению с TDOA.
• Низкая точность определения местоположения в сельской местности из-за меньшего количества точек доступа.

В случаях использования, когда точное отслеживание местоположения имеет решающее значение, позиционирование по Wi-Fi является явным приоритетным. Сочетание Wi-Fi с определением местоположения на основе глобальной сети с низким энергопотреблением повышает общую точность и надежность определения местоположения в общей сети. Так же добавление определения местоположения по Wi-Fi в систему расширяет зону действия устройств и обеспечивает более высокую точность определения местоположения.  Эти преимущества делают Wi-Fi оптимальным выбором как для мелких, так и для крупных площадей.

Заключение

Глобальные сети с низким энергопотреблением работают на снижение потребления устройств. Однако производительность этих сетей зависит от возможностей точного определения местоположения. Выбор правильного варианта позиционирования обеспечит правильное функционирование. Когда необходимо точное отслеживание местоположения, следует использовать позиционирование Wi-Fi.

Для более подробной информации переходите на наш сайт - https://indoorsnavi.pro/solutions/