Первый этап тестирования геолокации по базовым станциям LoRaWAN с применением устройств IoT VEGA
Среди множества приложений в области IoT, отслеживание геолокации — один из самых востребованных трендов на сегодняшний день. LoRa-геолокация позволяет определить координаты устройства, работающего в сети LoRaWAN, без использования GPS-приемника.
Конечное устройство LoRaWAN может быть обнаружено, если данные принимаются тремя или более базовыми станциями. Процесс определения местоположения при помощи метода TDoA основывается на триангуляции/трилатерации. Несколько базовых станций (БС) одновременно получают один и тот же пакет, фиксируют время и отправляют данные на сетевой сервер. Синхронизация времени на шлюзах обеспечивается с точностью до наносекунд. Путем измерения временной задержки сигнала на каждой базовой станции можно определить разницу времени прибытия сигнала между станциями. Используя известные координаты базовых станций и временные разницы, можно применить триангуляцию для расчета местоположения объекта.
Одними из основных преимуществ внедрения решения являются следующие:
- технология обеспечивает связь на больших расстояниях между конечными устройствами и БС, что дает возможность отслеживать объекты на большой площади;
- сеть может быть развернута в соответствии с потребностями клиентов для обеспечения непрерывного покрытия как внутри, так и вне помещений;
- LoRa-геолокация поддерживается любыми существующими конечными устройствами LoRaWAN, что исключает дополнительные затраты на их доработку;
- низкое энергопотребление устройств и низкая стоимость, именно то, что сейчас требует рынок;
- для определения местоположения объекта, не требуется большая скорость передачи данных, таким образом, низкая скорость передачи LoRa становится преимуществом, обеспечивая длительное время работы аккумулятора.
Специалисты компании AirBit, использовали этот метод для определения местоположения оконечных устройств. Работы были проведены в открытой местности: озеро Яхробольское в Некрасовском районе Ярославской области. Были развернуты три тестовых образца Базовой станции Вега БС-2.2 с поддержкой функции геолокации в вершинах треугольника со стороной 2-2,2 км.
В качестве оконечных устройств использовались поисковые устройства Вега LM-1, Вега LM-211, тестер сети ТС-12, которые перемещались в лодке по озеру с различной скоростью.
Каждые 10 сек координаты местонахождения лодки фиксировались мобильным телефоном. Передача данных от устройств LoRaWAN осуществлялась каждые 5 минут с подтверждением. Пакеты поступали на сетевой сервер AirBit LoRaWAN Network Server.
Результаты:
- Было установлено, что точность определения положения объекта с помощью метода триангуляции укладывается в заявленный интервал, который опубликовал производитель чипов Semtech при анонсе новой микросхемы SX1303 LoRa Core.
- Точность геолокации может составлять 75–150 м. в зависимости от сопутствующих факторов.