低功耗廣域網(wǎng)：選擇最佳位置定位選項

　　低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)首次出現(xiàn)是因為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要更小、更便宜，同時還要保持電池效率并滿足所有形式的要求。通過提供長距離、低功耗和低帶寬的通信，LPWAN可以滿足許多物聯(lián)網(wǎng)用例的操作需求。它們降低了設(shè)備的成本和電池消耗，不僅延長了使用壽命，而且還降低了其運營開銷的大小和成本。在許多這些用例中，性能取決于一個關(guān)鍵特性：準(zhǔn)確的定位能力。這些定位方法可以包括GNNS、WiFi定位等。

　　預(yù)計物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備未來增長的很大一部分將來自低功耗廣域網(wǎng)。到2025年，預(yù)計將有超過20億臺設(shè)備通過LPWAN連接。

　　有幾種不同的網(wǎng)絡(luò)，例如NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox或LTE Cat-M，它們都提供了這些獨特的功能。這些網(wǎng)絡(luò)的用例包括資產(chǎn)跟蹤解決方案、智能城市基礎(chǔ)設(shè)施和智能計量。讓我們討論如何根據(jù)用例需求選擇最佳位置定位選項。

LoRaWAN：低功耗廣域網(wǎng)規(guī)范

　　與傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡(luò)相比，低功耗廣域網(wǎng)的覆蓋范圍更廣，因此能夠以更低的成本傳輸少量數(shù)據(jù)（每臺設(shè)備）。LPWAN非常適合許多非常小型、低成本的設(shè)備定期傳輸和接收少量數(shù)據(jù)的用例。

　　LoRaWAN是一種LPWAN規(guī)范，旨在用于區(qū)域、國家或全球網(wǎng)絡(luò)中的無線電池供電設(shè)備。LoRa或遠(yuǎn)程無線電的理想用例涉及不經(jīng)常傳輸少量數(shù)據(jù)并在部署LoRa基礎(chǔ)設(shè)施的區(qū)域內(nèi)移動的小型工業(yè)設(shè)備。從減少能源費用、智能照明和優(yōu)化廢物收集，到智能計量和供應(yīng)鏈和物流，LoRaWAN的機(jī)會很多。也就是說，這些用例嚴(yán)重依賴位置才能正常執(zhí)行。

用于低功耗廣域網(wǎng)的內(nèi)置定位技術(shù)

　　LoRa使用一種稱為到達(dá)時間差(TDOA)的內(nèi)置定位技術(shù)啟用這些應(yīng)用程序。TDOA技術(shù)使用無線基礎(chǔ)設(shè)施（即LoRa網(wǎng)關(guān)）定位設(shè)備。使用TDOA的手機(jī)和設(shè)備定位是20多年前開發(fā)的。它致力于創(chuàng)建用于E-911和其他應(yīng)用程序的準(zhǔn)確定位解決方案。

　　這項工作導(dǎo)致開發(fā)了一個大型知識產(chǎn)權(quán)組合，該組合為TDOA實施的許多方法和系統(tǒng)申請了專利。多年來，TDOA已經(jīng)適應(yīng)支持物聯(lián)網(wǎng)的本地LoRa TDOA位置。由于網(wǎng)關(guān)能夠收集和傳輸定時信息，因此可以通過比較信號到達(dá)多個網(wǎng)關(guān)的時間來定位設(shè)備。TDOA的準(zhǔn)確性在很大程度上取決于所部署的低功率廣域網(wǎng)基站的密度。如前所述，這因地理和形態(tài)（城市與郊區(qū)等）而有很大差異。雖然對于某些物聯(lián)網(wǎng)用例來說，這種廣域位置可能是可以接受的，但如果需要更準(zhǔn)確地了解設(shè)備的位置，TDOA可能不是一個具有成本效益的選擇。

　　LoRa的低距離傳輸能力意味著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的距離很遠(yuǎn)，這對部署成本來說是一個優(yōu)勢，但對TDOA來說是一個挑戰(zhàn)。這就是GNSS或WiFi提供最準(zhǔn)確和最具成本效益的定位功能的地方。

GNSS和WiFi定位：優(yōu)缺點

　　全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)等基于衛(wèi)星的定位方法似乎具有比積極方面更多的消極方面。首先，讓我們看一個強(qiáng)大的優(yōu)勢：GNSS設(shè)備在設(shè)備可以看到衛(wèi)星的區(qū)域（例如室外環(huán)境）中非常準(zhǔn)確。這會有所幫助，尤其是當(dāng)其他位置定位選項在戶外不準(zhǔn)確時?，F(xiàn)在，讓我們繼續(xù)討論缺點。

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的缺點：

　　在室內(nèi)不是很準(zhǔn)確

　　在密集的城市環(huán)境中不是很準(zhǔn)確，例如大多數(shù)城市

　　GNSS芯片組和接收器可能很昂貴

　　可以耗盡設(shè)備電池，抵消LPWAN的一些主要優(yōu)勢

　　WiFi定位是另一種定位選項，它使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施和WiFi接入點(AP)。對于WiFi定位，設(shè)備必須能夠掃描附近的接入點(AP)，并通過LoRa傳輸信息，低功耗廣域網(wǎng)可以確定設(shè)備的位置。設(shè)備需要能夠看到WiFi AP，但不需要連接到它。

WiFi定位的優(yōu)勢

　　最佳，因為它可以與其他信號（混合）相結(jié)合，以創(chuàng)建一個改進(jìn)的定位系統(tǒng)，與任何單獨的選擇相比

　　提供室內(nèi)定位能力和準(zhǔn)確性

　　顯著的成本優(yōu)勢，因為網(wǎng)關(guān)過度部署不需要達(dá)到同等的準(zhǔn)確水平

　　由于更高的AP，在城市環(huán)境中可以達(dá)到15-30米的精度

WiFi定位的缺點

　　WiFi掃描相對于TDOA消耗的增量功率。這是對顯著改善的室內(nèi)和室外位置的權(quán)衡

　　由于接入點較少，農(nóng)村地區(qū)的最佳定位精度較低

　　在精確位置跟蹤至關(guān)重要的用例中，WiFi定位無疑是贏家。將WiFi定位與基于低功耗廣域網(wǎng)的定位相結(jié)合，提高了整個網(wǎng)絡(luò)的整體定位精度和可靠性。此外，通過將WiFi定位添加到系統(tǒng)中，它可以擴(kuò)展設(shè)備的覆蓋范圍并提供更高精度的定位技術(shù)。最后，通過獲取WiFi掃描并將其發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位，可以最大限度地減少設(shè)備的電池消耗。這些優(yōu)勢使WiFi成為低功耗廣域部署的最佳選擇。

低功耗廣域網(wǎng)的要點

　　低功耗廣域網(wǎng)可降低設(shè)備的成本和電池使用量，提供更智能的使用機(jī)會。然而，這些網(wǎng)絡(luò)的性能取決于準(zhǔn)確的定位能力。選擇正確的位置定位選項將確保正常運行。當(dāng)需要精確的位置跟蹤時，應(yīng)使用WiFi定位，因為它可以提高整個網(wǎng)絡(luò)的整體定位準(zhǔn)確性和可靠性。