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您的低功耗廣域網(wǎng)：選擇最佳位置定位選項(xiàng)
您的低功耗廣域網(wǎng)：選擇最佳位置定位選項(xiàng)
低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 首次出現(xiàn)是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)設(shè)備需要更小、更便宜，同時(shí)還要保持電池效率并滿足所有形式的要求。通過(guò)提供長(zhǎng)距離、低功耗和低帶寬的通信，LPWAN 可以滿足許多物聯(lián)網(wǎng)用例的操作需求。它們降低了設(shè)備的成本和電池消耗，不僅延長(zhǎng)了使用壽命，而且還降低了其運(yùn)營(yíng)開銷的大小和成本。在許多這些用例中，性能取決于一個(gè)關(guān)鍵特性：準(zhǔn)確的定位能力。這些定位方法可以包括 GNNS、WiFi 定位等。
預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備未來(lái)增長(zhǎng)的很大一部分將來(lái)自低功耗廣域網(wǎng)。到 2025 年，預(yù)計(jì)將有超過(guò) 20 億臺(tái)設(shè)備 通過(guò) LPWAN 連接。
有幾種不同的網(wǎng)絡(luò)，例如 NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox 或 LTE Cat-M，它們都提供了這些獨(dú)特的功能。這些網(wǎng)絡(luò)的用例包括資產(chǎn)跟蹤解決方案、智能城市基礎(chǔ)設(shè)施和智能計(jì)量。讓我們討論如何根據(jù)用例需求選擇最佳位置定位選項(xiàng)。
LoRaWAN：低功耗廣域網(wǎng)規(guī)范
與傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相比，低功耗廣域網(wǎng)的覆蓋范圍更廣，因此能夠以更低的成本傳輸少量數(shù)據(jù)（每臺(tái)設(shè)備）。LPWAN 非常適合許多非常小型、低成本的設(shè)備定期傳輸和接收少量數(shù)據(jù)的用例。
LoRaWAN 是一種 LPWAN 規(guī)范，旨在用于區(qū)域、國(guó)家或全球網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線電池供電設(shè)備。LoRa 或遠(yuǎn)程無(wú)線電的理想用例涉及不經(jīng)常傳輸少量數(shù)據(jù)并在部署 LoRa 基礎(chǔ)設(shè)施的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的小型工業(yè)設(shè)備。從減少能源費(fèi)用、智能照明和優(yōu)化廢物收集，到智能計(jì)量和供應(yīng)鏈和物流，LoRaWAN 的機(jī)會(huì)很多。也就是說(shuō)，這些用例嚴(yán)重依賴位置才能正常執(zhí)行。
用于低功耗廣域網(wǎng)的內(nèi)置定位技術(shù)
LoRa 使用一種稱為到達(dá)時(shí)間差 (TDOA) 的內(nèi)置定位技術(shù)啟用這些應(yīng)用程序。TDOA 技術(shù)使用無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施（即 LoRa 網(wǎng)關(guān)）定位設(shè)備。使用 TDOA 的手機(jī)和設(shè)備定位是 20 多年前開發(fā)的。它致力于創(chuàng)建用于 E-911 和其他應(yīng)用程序的準(zhǔn)確定位解決方案。
這項(xiàng)工作導(dǎo)致開發(fā)了一個(gè)大型知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合，該組合為 TDOA 實(shí)施的許多方法和系統(tǒng)申請(qǐng)了專利。多年來(lái)，TDOA 已經(jīng)適應(yīng)支持物聯(lián)網(wǎng)的本地 LoRa TDOA 位置。由于網(wǎng)關(guān)能夠收集和傳輸定時(shí)信息，因此可以通過(guò)比較信號(hào)到達(dá)多個(gè)網(wǎng)關(guān)的時(shí)間來(lái)定位設(shè)備。TDOA 的準(zhǔn)確性在很大程度上取決于所部署的低功率廣域網(wǎng)基站的密度。如前所述，這因地理和形態(tài)（城市與郊區(qū)等）而有很大差異。雖然對(duì)于某些物聯(lián)網(wǎng)用例來(lái)說(shuō)，這種廣域位置可能是可以接受的，但如果需要更準(zhǔn)確地了解設(shè)備的位置，TDOA 可能不是一個(gè)具有成本效益的選擇。
LoRa 的低距離傳輸能力意味著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相距很遠(yuǎn)，這對(duì)部署成本來(lái)說(shuō)是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，但對(duì) TDOA 來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。這就是 GNSS 或 WiFi 提供最準(zhǔn)確和最具成本效益的定位功能的地方。
GNSS 和 WiFi 定位：優(yōu)缺點(diǎn)
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 等基于衛(wèi)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(gè)強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)：GNSS 設(shè)備在設(shè)備可以看到衛(wèi)星的區(qū)域（例如室外環(huán)境）非常準(zhǔn)確。這會(huì)有所幫助，尤其是當(dāng)其他位置定位選項(xiàng)在戶外不準(zhǔn)確時(shí)?，F(xiàn)在，讓我們繼續(xù)討論缺點(diǎn)。
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的缺點(diǎn)：
在室內(nèi)不是很準(zhǔn)確
在密集的城市環(huán)境中不是很準(zhǔn)確，例如大多數(shù)城市
GNSS 芯片組和接收器可能很昂貴
可以耗盡設(shè)備電池，抵消 LPWAN 的一些主要優(yōu)勢(shì)
WiFi 定位是另一種定位選項(xiàng)，它使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施和 WiFi 接入點(diǎn) (AP)。對(duì)于 WiFi 定位，設(shè)備必須能夠掃描附近的接入點(diǎn) (AP) 并通過(guò) LoRa 傳輸信息，低功耗廣域網(wǎng)可以確定設(shè)備的位置。設(shè)備需要能夠看到 WiFi AP，但不需要連接到它。
WiFi定位的優(yōu)勢(shì)
最佳，因?yàn)樗梢耘c其他信號(hào)（混合）相結(jié)合，以創(chuàng)建一個(gè)改進(jìn)的定位系統(tǒng)，與任何單獨(dú)的選擇相比
提供室內(nèi)定位能力和準(zhǔn)確性
顯著的成本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)過(guò)度部署不需要達(dá)到同等的準(zhǔn)確水平
由于更高的AP，在城市環(huán)境中可以達(dá)到15-30米的精度
WiFi定位的缺點(diǎn)
WiFi 掃描相對(duì)于 TDOA 消耗的增量功率。這是對(duì)顯著改善的室內(nèi)和室外位置的權(quán)衡
由于接入點(diǎn)較少，農(nóng)村地區(qū)的最佳定位精度較低
在精確位置跟蹤至關(guān)重要的用例中，WiFi 定位無(wú)疑是贏家。將 WiFi 定位與基于低功耗廣域網(wǎng)的定位相結(jié)合，提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的整體定位精度和可靠性。此外，通過(guò)將 WiFi 定位添加到系統(tǒng)中，它可以擴(kuò)展設(shè)備的覆蓋范圍并提供更高精度的定位技術(shù)。最后，通過(guò)獲取 WiFi 掃描并將其發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位，可以最大限度地減少設(shè)備的電池消耗。這些優(yōu)勢(shì)使 WiFi 成為低功耗廣域部署的最佳選擇。
低功耗廣域網(wǎng)的要點(diǎn)
低功耗廣域網(wǎng)可降低設(shè)備的成本和電池使用量，提供更智能的使用機(jī)會(huì)。然而，這些網(wǎng)絡(luò)的性能取決于準(zhǔn)確的定位能力。選擇正確的位置定位選項(xiàng)將確保正常運(yùn)行。當(dāng)需要精確的位置跟蹤時(shí)，應(yīng)使用 WiFi 定位，因?yàn)樗梢蕴岣哒麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)的整體定位準(zhǔn)確性和可靠性。