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您的低功耗广域网：选择最佳位置定位选项
您的低功耗广域网：选择最佳位置定位选项
低功耗广域网 (LPWAN) 首次出现是因为物联网设备需要更小、更便宜，同时还要保持电池效率并满足所有形式的要求。通过提供长距离、低功耗和低带宽的通信，LPWAN 可以满足许多物联网用例的操作需求。它们降低了设备的成本和电池消耗，不仅延长了使用寿命，而且还降低了其运营开销的大小和成本。在许多这些用例中，性能取决于一个关键特性：准确的定位能力。这些定位方法可以包括 GNNS、WiFi 定位等。
预计物联网设备未来增长的很大一部分将来自低功耗广域网。到 2025 年，预计将有超过 20 亿台设备 通过 LPWAN 连接。
有几种不同的网络，例如 NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox 或 LTE Cat-M，它们都提供了这些独特的功能。这些网络的用例包括资产跟踪解决方案、智能城市基础设施和智能计量。让我们讨论如何根据用例需求选择最佳位置定位选项。
LoRaWAN：低功耗广域网规范
与传统移动网络相比，低功耗广域网的覆盖范围更广，因此能够以更低的成本传输少量数据（每台设备）。LPWAN 非常适合许多非常小型、低成本的设备定期传输和接收少量数据的用例。
LoRaWAN 是一种 LPWAN 规范，旨在用于区域、国家或全球网络中的无线电池供电设备。LoRa 或远程无线电的理想用例涉及不经常传输少量数据并在部署 LoRa 基础设施的区域内移动的小型工业设备。从减少能源费用、智能照明和优化废物收集，到智能计量和供应链和物流，LoRaWAN 的机会很多。也就是说，这些用例严重依赖位置才能正常执行。
用于低功耗广域网的内置定位技术
LoRa 使用一种称为到达时间差 (TDOA) 的内置定位技术启用这些应用程序。TDOA 技术使用无线基础设施（即 LoRa 网关）定位设备。使用 TDOA 的手机和设备定位是 20 多年前开发的。它致力于创建用于 E-911 和其他应用程序的准确定位解决方案。
这项工作导致开发了一个大型知识产权组合，该组合为 TDOA 实施的许多方法和系统申请了专利。多年来，TDOA 已经适应支持物联网的本地 LoRa TDOA 位置。由于网关能够收集和传输定时信息，因此可以通过比较信号到达多个网关的时间来定位设备。TDOA 的准确性在很大程度上取决于所部署的低功率广域网基站的密度。如前所述，这因地理和形态（城市与郊区等）而有很大差异。虽然对于某些物联网用例来说，这种广域位置可能是可以接受的，但如果需要更准确地了解设备的位置，TDOA 可能不是一个具有成本效益的选择。
LoRa 的低距离传输能力意味着网络节点相距很远，这对部署成本来说是一个优势，但对 TDOA 来说是一个挑战。这就是 GNSS 或 WiFi 提供最准确和最具成本效益的定位功能的地方。
GNSS 和 WiFi 定位：优缺点
全球导航卫星系统 (GNSS) 等基于卫星的定位方法似乎具有比积极方面更多的消极方面。首先，让我们看一个强大的优势：GNSS 设备在设备可以看到卫星的区域（例如室外环境）非常准确。这会有所帮助，尤其是当其他位置定位选项在户外不准确时。现在，让我们继续讨论缺点。
全球导航卫星系统的缺点：
在室内不是很准确
在密集的城市环境中不是很准确，例如大多数城市
GNSS 芯片组和接收器可能很昂贵
可以耗尽设备电池，抵消 LPWAN 的一些主要优势
WiFi 定位是另一种定位选项，它使用现有的基础设施和 WiFi 接入点 (AP)。对于 WiFi 定位，设备必须能够扫描附近的接入点 (AP) 并通过 LoRa 传输信息，低功耗广域网可以确定设备的位置。设备需要能够看到 WiFi AP，但不需要连接到它。
WiFi定位的优势
最佳，因为它可以与其他信号（混合）相结合，以创建一个改进的定位系统，与任何单独的选择相比
提供室内定位能力和准确性
显着的成本优势，因为网关过度部署不需要达到同等的准确水平
由于更高的AP，在城市环境中可以达到15-30米的精度
WiFi定位的缺点
WiFi 扫描相对于 TDOA 消耗的增量功率。这是对显着改善的室内和室外位置的权衡
由于接入点较少，农村地区的最佳定位精度较低
在精确位置跟踪至关重要的用例中，WiFi 定位无疑是赢家。将 WiFi 定位与基于低功耗广域网的定位相结合，提高了整个网络的整体定位精度和可靠性。此外，通过将 WiFi 定位添加到系统中，它可以扩展设备的覆盖范围并提供更高精度的定位技术。最后，通过获取 WiFi 扫描并将其发送到网络进行定位，可以最大限度地减少设备的电池消耗。这些优势使 WiFi 成为低功耗广域部署的最佳选择。
低功耗广域网的要点
低功耗广域网可降低设备的成本和电池使用量，提供更智能的使用机会。然而，这些网络的性能取决于准确的定位能力。选择正确的位置定位选项将确保正常运行。当需要精确的位置跟踪时，应使用 WiFi 定位，因为它可以提高整个网络的整体定位准确性和可靠性。