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作者：Olivier Hersent，Actility公司董事兼首席技術(shù)官 LoRaWAN是由LoRa聯(lián)盟為低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)通信制定的全球新標準。LPWAN旨在為電池壽命長(cháng)達數年，通常為長(cháng)達十年及以上的用例提供支持，可為建筑聯(lián)網(wǎng)、計量、智慧城市及農業(yè)等大量物聯(lián)網(wǎng)應用實(shí)現極低的總體擁有成本（TCO）。LoRaWAN已獲得法國Orange、美國Comcast、日本NTT、軟銀、比利時(shí)Proximus、荷蘭皇家電信及瑞士電信等全球主要網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的支持。 地理定位及物體追蹤是物聯(lián)網(wǎng)的主要用例之一，甚至有可能是最大的用例。追蹤技術(shù)的需求彈性對成本高度敏感：如若追蹤器的成本降至1美元，基本上所有的物體都將使用該功能。 LoRaWAN盡管還沒(méi)走到這一步，但卻可以說(shuō)相當接近了！ LoRaWAN提供基于網(wǎng)絡(luò )和GPS的多種地理定位服務(wù)。較之前的技術(shù)相比，兩者均實(shí)現了重大進(jìn)步。 基于網(wǎng)絡(luò )的地理定位成本最低，適用于任何配置LoRa收發(fā)器的設備，可將物料成本(含電池)降至5美元以下。它也是業(yè)內能效最高的一項技術(shù)，可使用標準LTC 2Ah電池進(jìn)行長(cháng)達數年的追蹤定位。該技術(shù)依靠到達時(shí)間差(TDoA)三角定位算法，可在鄉村環(huán)境實(shí)現30米，城市環(huán)境150米精度的定位服務(wù)(得益于信號到達時(shí)間反射回來(lái)的結果)。 此定位服務(wù)要求運營(yíng)商部署“支持宏分集接收”的網(wǎng)絡(luò )，即多個(gè)基站均可從追蹤設備接收信號。以上列舉的大多數LoRaWAN網(wǎng)絡(luò )均可實(shí)現該部署，且在大多數城市，運營(yíng)商可提供設有五個(gè)，甚至通常五個(gè)以上基站的宏分集。由于LoRaWAN基站信號覆蓋面積高達15公里以上，使得覆蓋如自然保護區等廣闊地區的費用低廉，因此該技術(shù)最適用于農業(yè)應用、公園或森林監測以及重點(diǎn)工程項目數字化。其具體應用包括灌溉控制、消防、瀕危物種保護、露天礦場(chǎng)資產(chǎn)追蹤及大型建設項目等。 基于GPS的地理定位并非新技術(shù)，但LoRaWAN能夠優(yōu)化其成本及用途�；贕PS的追蹤器應用以往受限于較短的電池壽命（或極高的電池成本）及高昂的通信費用，但這個(gè)難題即將成為歷史。通過(guò)使用LoRaWAN，甚至更新的3GPP通信技術(shù)如NB-IoT，而非GPRS，其能源成本將實(shí)現一個(gè)數量級以上的銳減。而對于其它實(shí)時(shí)追蹤應用來(lái)說(shuō)，GPS提供的精準定位至關(guān)重要。為滿(mǎn)足這些高精準用例的需求，Actility公司在其ThingPark定位服務(wù)中集成了LoRa輔助GPS功能。這樣一來(lái)，專(zhuān)用追蹤裝置可通過(guò)選擇相關(guān)GPS信號進(jìn)行定位，并使用高能效的LoRaWAN通信服務(wù)將位置信息傳遞給追蹤應用。 使用LoRaWAN的優(yōu)勢不止于此。GPS通常需要花費很長(cháng)時(shí)間才可獲得某一位置定位信息，且耗電量大。同時(shí)，傳統的A-GPS技術(shù)雖然可將定位時(shí)間縮短至幾秒鐘，但其對CPU或通信流量需求較高。這兩種技術(shù)既不節能，也無(wú)法支持數年不間斷追蹤的用例。而在最先進(jìn)的LoRaWAN追蹤方案中使用的新型AGPS既可縮短定位時(shí)間，也可降低CPU及通信流量需求。此技術(shù)還可顯著(zhù)降低追蹤器GPS子系統的復雜性。 總而言之，使用LoRaWAN作為通信網(wǎng)絡(luò )并結合利用優(yōu)化型AGPS是兩項重大創(chuàng )新，可讓GPS追蹤的TCO成本降低一個(gè)數量級，這將有利于推動(dòng)我們進(jìn)入大規模追蹤應用的新時(shí)代。 未來(lái)，追蹤功能將使用多模追蹤器。屆時(shí)，最佳的商用追蹤器將可同時(shí)使用基于網(wǎng)絡(luò )和優(yōu)化型GPS的地理定位功能。不僅如此，在室內使用時(shí)，追蹤系統還將使用WiFi SSID探測，并將所獲信息與基于網(wǎng)絡(luò )的TDoA三角定位相結合，從而為室內定位提供持續的全方位服務(wù)。而一些最先進(jìn)的追蹤器還可使用內部傳感器（如加速計、磁力儀等）進(jìn)行推算定位并增強傳感器融合從而提高定位精度。此外，低功耗藍牙(BTLE)信標信號可用于尋找數十米范圍內的設備。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò )的雙向特性和追蹤器的板載邏輯可實(shí)現多定位模式間的動(dòng)態(tài)切換。 這種先進(jìn)的多模追蹤器將推動(dòng)物流行業(yè)實(shí)現端到端數字化發(fā)展。這樣一來(lái)，不再只有指定檢查站可追蹤貨物，全程均可實(shí)現持續追蹤。LoRaWAN實(shí)現的更低TCO意味著(zhù)數字平臺即將成為現實(shí)，室外可結合GPS和網(wǎng)絡(luò )三角定位進(jìn)行追蹤，室內可通過(guò)WiFi和信標發(fā)射實(shí)現追蹤功能。雙向LoRaWAN通信鏈路可為基于超高能效網(wǎng)絡(luò )的三角定位（地理圍欄及路徑完整性檢查），及基于GPS（按需定位）、基于WiFi（室內）和基于藍牙（資產(chǎn)定位）等的多種追蹤定位實(shí)現能耗/精度動(dòng)態(tài)優(yōu)化權衡。 這些新型數字平臺不僅可減少損失，而且可提供全新的高品質(zhì)運輸。由于邊際成本增加，追蹤器還可持續監測溫度、沖擊等指標，從而為環(huán)境標準、衛生及最優(yōu)保險政策等提供支持。 物聯(lián)網(wǎng)常被稱(chēng)作為各個(gè)行業(yè)的變革性技術(shù)。有時(shí)，甚至難以分辨這是炒作還是事實(shí)，但對物流行業(yè)(及所有資產(chǎn)豐富的業(yè)務(wù)領(lǐng)域)而言，LoRaWAN無(wú)疑將給定位服務(wù)帶來(lái)顛覆性改變。技術(shù)行業(yè)對成本比較敏感，在這個(gè)領(lǐng)域降低一個(gè)數量級花費的事情鮮有發(fā)生，但追蹤技術(shù)正切實(shí)經(jīng)歷著(zhù)這種改變。 |
