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端到端数字物流即将成为现实,价格是关键因素

作者: CBINEWS编辑   责任编辑:李丽 2017-05-08 10:41:28
来源:电脑商情网关键字:地理定位,物体追踪,物联网,LoRaWAN

作者:Actility公司董事兼首席技术官 Olivier Hersent

LoRaWAN是由LoRa联盟为低功耗广域网(LPWAN)通信制定的全球新标准。LPWAN旨在为电池寿命长达数年,通常为长达十年及以上的用例提供支持,可为建筑联网、计量、智慧城市及农业等大量物联网应用实现极低的总体拥有成本(TCO)。LoRaWAN已获得法国Orange、美国Comcast、日本NTT、软银、比利时Proximus、荷兰皇家电信及瑞士电信等全球主要网络运营商的支持。

地理定位及物体追踪是物联网的主要用例之一,甚至有可能是最大的用例。追踪技术的需求弹性对成本高度敏感:如若追踪器的成本降至1美元,基本上所有的物体都将使用该功能。

LoRaWAN尽管还没走到这一步,但却可以说相当接近了!

LoRaWAN提供基于网络和GPS的多种地理定位服务。较之前的技术相比,两者均实现了重大进步。

基于网络的地理定位成本最低,适用于任何配置LoRa收发器的设备,可将物料成本(含电池)降至5美元以下。它也是业内能效最高的一项技术,可使用标准LTC 2Ah电池进行长达数年的追踪定位。该技术依靠到达时间差(TDoA)三角定位算法,可在乡村环境实现30米,城市环境150米精度的定位服务(得益于信号到达时间反射回来的结果)。

此定位服务要求运营商部署“支持宏分集接收”的网络,即多个基站均可从追踪设备接收信号。以上列举的大多数LoRaWAN网络均可实现该部署,且在大多数城市,运营商可提供设有五个,甚至通常五个以上基站的宏分集。由于LoRaWAN基站信号覆盖面积高达15公里以上,使得覆盖如自然保护区等广阔地区的费用低廉,因此该技术最适用于农业应用、公园或森林监测以及重点工程项目数字化。其具体应用包括灌溉控制、消防、濒危物种保护、露天矿场资产追踪及大型建设项目等。

基于GPS的地理定位并非新技术,但LoRaWAN能够优化其成本及用途。基于GPS的追踪器应用以往受限于较短的电池寿命(或极高的电池成本)及高昂的通信费用,但这个难题即将成为历史。通过使用LoRaWAN,甚至更新的3GPP通信技术如NB-IoT,而非GPRS,其能源成本将实现一个数量级以上的锐减。而对于其它实时追踪应用来说,GPS提供的精准定位至关重要。为满足这些高精准用例的需求,Actility公司在其ThingPark定位服务中集成了LoRa辅助GPS功能。这样一来,专用追踪装置可通过选择相关GPS信号进行定位,并使用高能效的LoRaWAN通信服务将位置信息传递给追踪应用。

使用LoRaWAN的优势不止于此。GPS通常需要花费很长时间才可获得某一位置定位信息,且耗电量大。同时,传统的A-GPS技术虽然可将定位时间缩短至几秒钟,但其对CPU或通信流量需求较高。这两种技术既不节能,也无法支持数年不间断追踪的用例。而在最先进的LoRaWAN追踪方案中使用的新型AGPS既可缩短定位时间,也可降低CPU及通信流量需求。此技术还可显著降低追踪器GPS子系统的复杂性。

总而言之,使用LoRaWAN作为通信网络并结合利用优化型AGPS是两项重大创新,可让GPS追踪的TCO成本降低一个数量级,这将有利于推动我们进入大规模追踪应用的新时代。

未来,追踪功能将使用多模追踪器。届时,最佳的商用追踪器将可同时使用基于网络和优化型GPS的地理定位功能。不仅如此,在室内使用时,追踪系统还将使用WiFi SSID探测,并将所获信息与基于网络的TDoA三角定位相结合,从而为室内定位提供持续的全方位服务。而一些最先进的追踪器还可使用内部传感器(如加速计、磁力仪等)进行推算定位并增强传感器融合从而提高定位精度。此外,低功耗蓝牙(BTLE)信标信号可用于寻找数十米范围内的设备。LoRaWAN网络的双向特性和追踪器的板载逻辑可实现多定位模式间的动态切换。

这种先进的多模追踪器将推动物流行业实现端到端数字化发展。这样一来,不再只有指定检查站可追踪货物,全程均可实现持续追踪。LoRaWAN实现的更低TCO意味着数字平台即将成为现实,室外可结合GPS和网络三角定位进行追踪,室内可通过WiFi和信标发射实现追踪功能。双向LoRaWAN通信链路可为基于超高能效网络的三角定位(地理围栏及路径完整性检查),及基于GPS(按需定位)、基于WiFi(室内)和基于蓝牙(资产定位)等的多种追踪定位实现能耗/精度动态优化权衡。

这些新型数字平台不仅可减少损失,而且可提供全新的高品质运输。由于边际成本增加,追踪器还可持续监测温度、冲击等指标,从而为环境标准、卫生及最优保险政策等提供支持。

物联网常被称作为各个行业的变革性技术。有时,甚至难以分辨这是炒作还是事实,但对物流行业(及所有资产丰富的业务领域)而言,LoRaWAN无疑将给定位服务带来颠覆性改变。技术行业对成本比较敏感,在这个领域降低一个数量级花费的事情鲜有发生,但追踪技术正切实经历着这种改变。





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