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巴塞罗那港口部署最先进物联网地理定位技术
发布时间:2017-07-11 10:30:39   来源: OFweek 物联网
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本文介绍西班牙巴塞罗那港口利用低功耗广域网技术部署地理定位及追踪解决方案,并进行测试的经典案例。Actility为您解读案例背后的精彩故事:

低功耗广域网(LPWAN)是工业物联网应用的理想通信技术,利用极具成本效益且可直接部署的远程无线网络,以最低功耗连接远程传感器和设备。Actility不仅是LoRaWAN的行业先驱,而且也是其联合发明者。LPWAN技术使用非授权ISM(工业、科研及医疗)无线电频段与物联网(IoT)设备进行双向通信。其利用IoT设备定位及追踪物体、动物和人群的能力定将为农业及制造业等行业市场带来变革。

Actility 公司首席执行官 Mike Mulica表示:“我们相信,结合了LPWA网络的精确定位技术将会为物流行业带来颠覆性改变,将推动提高资源和供应链管理效率,且总拥有成本(TCO)水平比传统蜂窝网络/GPS追踪解决方案低很多,具有革命意义。而从客户对我们定位服务产品的关注度来看,地理定位和追踪可能是物联网领域的最大应用场景。”

然而,现今最大的挑战则是:能否推出稳健的工业化解决方案,从而实现这一革命性变革。

难点

工业客户需求正推动LoRaWAN技术迅速发展。现有的追踪解决方案所使用的设备含有GPS接收器,利用LPWA互通位置信息。虽然这消除了对高能耗蜂窝连接的需求,以及价格不菲的M2M订阅,但GPS接收器仍需使用大量电池。与纯粹的LPWA设备不同,其实际电池寿命可用数年来计算,而GPS追踪器则需根据使用情况,有时甚至几周就需充电。

由于Actility、Abeeway、Semtech以及LoRa联盟其他成员的共同努力,现已开发出一种基于网络的解决方案,可定位及追踪任意通过LoRaWAN连接的设备。该解决方案已在巴塞罗那ZAL港附近的真实环境中进行了测试及展示,还曾在今年移动世界大会期间首次亮相。

解决方案

Actility与Tracktio(工业追踪及物联网解决方案专家,办公地点位于巴塞罗那及马德里)携手,在ZAL港口附近部署网络。Tracktio已成功在巴塞罗那部署了一个LoRaWAN网络。但基于网络的地理定位系统还需要新的网关,即基于最新标准建设,从连接设备接收无线信号的基站。基于上述原因,Tracktio和 Actility选择使用思科IR829和 IXM LoRaWAN网关进行部署。

在LoRaWAN网络中,设备并不与单个基站相连; 相反,设备范围内的任意基站均可接受信号,并可将其传递给Actility的ThingPark网络服务器。基于网络的地理定位系统通过计算同一设备的信号到达不同网关的时间,从而依据其各自距离进行三角定位。思科新型V2网关配备GPS接收器,不仅可精确定位地理位置,还可提供同步时间信号,从而精确计算不同的信号到达时间。

为进行三角定位,必须密集部署网络网关,从而使每个设备的信号都可被数个网关所接收。以ZAL港口为例,Tracktio和Actility的无线规划师确定在约4平方公里区域内的多模物流设施中使用六个网关。由于LoRaWAN使用的是非授权无线频谱,网络可实现快速部署。Tracktio公司的Pablo Recolons表示:“其实最难的部分是获得在各种建筑物顶部安装网关的许可。实际上,部署和调试仅仅只花了两天时间。”

该计划是利用LPWA网络追踪港区的安全、车辆维护以及人员管理。就追踪设备而言,Actility与追踪解决方案的长期合作伙伴Abeeway进行合作。Abeeway成立于2014年,致力于将物联网地理定位设备商业化,其产品组合包括消费级和工业级追踪器。本次展示选用的设备组合包括Micro Balise,钥匙环大小的追踪器以及Master Tracker工业设备。小型设备可由工作人员穿戴或携带,而较大的设备(拥有相同功能,但配置较大电池且封装在工业套管中)则固定在安全车辆及维修卡车上。两种类型的追踪器都有车载GPS接收器,目的是将使用GPS获得的定位结果(精确度在数米之内)与使用基于网络的方法获取的结果进行比较。

然而,使用Abeeway设备与ThingPark定位服务器还带来了一种新的可能,即在真实环境中测试新一代具有独特定位功能的专利技术。GPS依靠来自多颗卫星的信号定位接收器,要求设备追踪并锁定至多六颗卫星信号,从而进行复杂运算实现定位。Abeeway的专利替代方案提供了一种辅助GPS功能。该网络服务器保留了所有GPS卫星的位置数据库,可指引设备锁定卫星,从而将锁定时间从最初的一分钟缩短至数秒之内。一旦追踪器收到GPS信号,即可与网络服务器进行通信,并在云上完成定位计算。这大大降低了设备自身所需的处理功率,大幅度降低成本及能耗。该技术的能耗仅比纯粹的基于网络的定位高10%,而其精度可与GPS定位媲美。

Abeeway追踪器、思科网关、Tracktio网络、Actility服务器及Abeeway应用组成了完整的解决方案,并于2017年2月22日上线运行,即巴塞罗那世界移动大会人流下降前几天,而该项目仅仅几周后就大放异彩。

结果

该演示网络可帮助Actility测试构成ThingPark定位服务的全套定位解决方案,并可展示通过单一API的任意方式的定位信息。技术不同,应用也不尽相同:GPS及A-GPS用于高精度且需要专用设备的场景,而基于网络的解决方案可定位任何设备,但精度稍稍逊色。而基于网络的地理定位目标是实现精度在100米内,而这在许多应用场景中是必需的。例如,确定车辆是否在仓库内,或利用地理围栏监察动物是否越界。 Actility项目经理SithaOum表示结果非常振奋人心。他说:“我们一直见到的都是GPS定位精度在50至100米内的网络定位,而我们也证明了A-GPS解决方案与由设备估算的解决方案一样准确,这无疑是对推出这一先进技术的认可。”

不久的将来,ThingPark将整合Abeeway设备地理定位功能,利用WiFi网络嗅探,结合网络身份,信号强度并匹配全球数据库,从而拓展室内解决方案的覆盖范围。

ThingPark平台大中华区独家授权物联网公司,ThingPark China(东西无限(北京)科技有限公司)?首席执行官刘兵先生最后评论道:“目前,低功耗广域网(LPWA)的全球部署正在迎来新的转折点,行业应用的开发和推广也正进入大规模商业运营的关键阶段。此次巴塞罗那港口的应用案例,充分体现了这一技术在部署便捷,定位准确以及成本和功耗方面的优势。ThingPark China非常期待与国内用户积极展开合作,将国外的经验成功在本地复制,助推中国物流行业走在世界的前列。”

 
(编辑小彭)
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