3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網: ．LoRaWAN 新型地理定位解決方案價格成為亮點

#120 LoRa / LoRaWAN World Record Attempt.
Will I succeed?

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來源：OFweek 物聯網作者：Olivier Hersent

LoRaWAN是由LoRa聯盟，為低功耗廣域網(LPWAN)通信制訂的全球新標準。LPWAN旨在為電池壽命長達數年，通常為長達十年及以上的用例提供支持，可為建築聯網、計量、智慧城市及農業等，大量物聯網應用實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Proximus、荷蘭皇家電信，及瑞士電信等全球主要網路服務商的支持。

地理定位及物體追蹤，是物聯網的主要用例之一，甚至有可能是最大的用例。追蹤技術的需求彈性，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儘管還沒走到這一步，但卻可以說相當接近了!

LoRaWAN提供，基於網路和GPS的多種地理定位服務。較之前的技術相比，兩者均實現了重大進步。

基於網路的地理定位成本最低，適用於任何配置LoRa收發器的設備，可將物料成本(含電池)降至5美元以下。它也是業內能效最高的一項技術，可使用標準LTC 2Ah電池，進行長達數年的追蹤定位。該技術依靠到達時間差(TDoA)三角定位算法，可在鄉村環境實現30米，城市環境150米精度的定位服務(得益於信號到達時間反射回來的結果)。

此定位服務要求電信商佈署「支持宏分集接收」的網路，即多個基地台，均可從追蹤設備接收信號。以上列舉的大多數LoRaWAN網路，均可實現該佈署，且在大多數城市，電信商可提供設有五個，甚至通常五個以上基地台的宏分集。

由於LoRaWAN基地台信號，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，因此該技術最適用於農業應用、公園或森林監測，以及重點工程項目數位化。其具體應用包括灌溉控制、消防、瀕危物種保護、露天礦場資產追蹤及大型建設項目等。

基於GPS的地理定位並非新技術，但LoRaWAN能夠優化其成本及用途。基於GPS的追蹤器應用，以往受限於較短的電池壽命(或極高的電池成本)及高昂的通信費用，但這個難題即將成為歷史。

透過使用LoRaWAN，甚至更新的3GPP通信技術如NB-IoT，而非GPRS，其能源成本將實現一個數量級以上的銳減。而對於其它即時追蹤應用來說，GPS提供的精準定位至關重要。為滿足這些高精準用例的需求，Actility公司在其ThingPark定位服務中整合了LoRa輔助GPS功能。

這樣一來，專用追蹤裝置可透過選擇相關GPS信號進行定位，並使用高能效的LoRaWAN通信服務，將位置資訊傳遞給追蹤應用。

使用LoRaWAN的優勢不止於此。GPS通常需要花費很長時間才可獲得某一位置定位資訊，且耗電量大。同時，傳統的A-GPS技術，雖然可將定位時間縮短至幾秒鐘，但其對CPU或通信流量需求較高。

這兩種技術既不節能，也無法支持數年不間斷追蹤的用例。而在最先進的LoRaWAN追蹤方案中，使用的新型AGPS，既可縮短定位時間，也可降低CPU及通信流量需求。此技術還可顯著降低追蹤器GPS子系統的複雜性。

總而言之，使用LoRaWAN作為通信網路，並結合利用優化型AGPS是兩項重大創新，可讓GPS追蹤的TCO成本降低一個數量級，這將有利於推動，我們進入大規模追蹤應用的新時代。

未來，追蹤功能將使用多模追蹤器。屆時，最佳的商用追蹤器，將可同時使用基於網路，和優化型GPS的地理定位功能。不僅如此，在室內使用時，追蹤系統還將使用WiFi SSID探測，並將所獲資訊，與基於網路的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。

而一些最先進的追蹤器，還可使用內部傳感器(如加速計、磁力儀等)進行推算定位，並增強傳感器融合，從而提高定位精度。此外，低功耗藍牙(BTLE)信標信號，可用於尋找數十米範圍內的設備。LoRaWAN網路的雙向特性，和追蹤器的板載邏輯，可實現多定位模式間的動態切換。

這種先進的多模追蹤器，將推動物流行業實現，端到端數位化發展。這樣一來，不再只有指定檢查站可追蹤貨物，全程均可實現持續追蹤。

LoRaWAN實現的更低TCO，意味著數位平台即將成為現實，室外可結合GPS和網路三角定位進行追蹤，室內可透過WiFi和信標發射實現追蹤功能。

雙向LoRaWAN通信鏈路，可為基於超高能效網路的三角定位(地理圍欄及路徑完整性檢查)，及基於GPS(按需定位)、基於WiFi(室內)和基於藍牙(資產定位)等的多種追蹤定位，實現能耗/精度動態優化權衡。