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)首次出現是因為物聯(lián)網(wǎng)設備需要更小、更便宜，同時(shí)還要保持電池效率并滿(mǎn)足所有形式的要求。通過(guò)提供長(cháng)距離、低功耗和低帶寬的通信，LPWAN可以滿(mǎn)足許多物聯(lián)網(wǎng)用例的操作需求。它們降低了設備的成本和電池消耗，不僅延長(cháng)了使用壽命，而且還降低了其運營(yíng)開(kāi)銷(xiāo)的大小和成本。在許多這些用例中，性能取決于一個(gè)關(guān)鍵特性：準確的定位能力。這些定位方法可以包括GNNS、WiFi定位等。

　　預計物聯(lián)網(wǎng)設備未來(lái)增長(cháng)的很大一部分將來(lái)自低功耗廣域網(wǎng)。到2025年，預計將有超過(guò)20億臺設備通過(guò)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、智能城市基礎設施和智能計量。讓我們討論如何根據用例需求選擇最佳位置定位選項。

LoRaWAN：低功耗廣域網(wǎng)規范

　　與傳統移動(dòng)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據（每臺設備）。LPWAN非常適合許多非常小型、低成本的設備定期傳輸和接收少量數據的用例。

　　LoRaWAN是一種LPWAN規范，旨在用于區域、國家或全球網(wǎng)絡(luò )中的無(wú)線(xiàn)電池供電設備。LoRa或遠程無(wú)線(xiàn)電的理想用例涉及不經(jīng)常傳輸少量數據并在部署LoRa基礎設施的區域內移動(dòng)的小型工業(yè)設備。從減少能源費用、智能照明和優(yōu)化廢物收集，到智能計量和供應鏈和物流，LoRaWAN的機會(huì )很多。也就是說(shuō)，這些用例嚴重依賴(lài)位置才能正常執行。

用于低功耗廣域網(wǎng)的內置定位技術(shù)

　　LoRa使用一種稱(chēng)為到達時(shí)間差(TDOA)的內置定位技術(shù)啟用這些應用程序。TDOA技術(shù)使用無(wú)線(xiàn)基礎設施（即LoRa網(wǎng)關(guān)）定位設備。使用TDOA的手機和設備定位是20多年前開(kāi)發(fā)的。它致力于創(chuàng )建用于E-911和其他應用程序的準確定位解決方案。

　　這項工作導致開(kāi)發(fā)了一個(gè)大型知識產(chǎn)權組合，該組合為T(mén)DOA實(shí)施的許多方法和系統申請了專(zhuān)利。多年來(lái)，TDOA已經(jīng)適應支持物聯(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(shí)信息，因此可以通過(guò)比較信號到達多個(gè)網(wǎng)關(guān)的時(shí)間來(lái)定位設備。TDOA的準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)（城市與郊區等）而有很大差異。雖然對于某些物聯(lián)網(wǎng)用例來(lái)說(shuō)，這種廣域位置可能是可以接受的，但如果需要更準確地了解設備的位置，TDOA可能不是一個(gè)具有成本效益的選擇。

　　LoRa的低距離傳輸能力意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)之間的距離很遠，這對部署成本來(lái)說(shuō)是一個(gè)優(yōu)勢，但對TDOA來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰。這就是GNSS或WiFi提供最準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(diǎn)

　　全球導航衛星系統(GNSS)等基于衛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(gè)強大的優(yōu)勢：GNSS設備在設備可以看到衛星的區域（例如室外環(huán)境）中非常準確。這會(huì )有所幫助，尤其是當其他位置定位選項在戶(hù)外不準確時(shí)?，F在，讓我們繼續討論缺點(diǎn)。

全球導航衛星系統的缺點(diǎn)：

　　在室內不是很準確

　　在密集的城市環(huán)境中不是很準確，例如大多數城市

　　GNSS芯片組和接收器可能很昂貴

　　可以耗盡設備電池，抵消LPWAN的一些主要優(yōu)勢

　　WiFi定位是另一種定位選項，它使用現有的基礎設施和WiFi接入點(diǎn)(AP)。對于WiFi定位，設備必須能夠掃描附近的接入點(diǎn)(AP)，并通過(guò)LoRa傳輸信息，低功耗廣域網(wǎng)可以確定設備的位置。設備需要能夠看到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）相結合，以創(chuàng )建一個(gè)改進(jìn)的定位系統，與任何單獨的選擇相比

　　提供室內定位能力和準確性

　　顯著(zhù)的成本優(yōu)勢，因為網(wǎng)關(guān)過(guò)度部署不需要達到同等的準確水平

　　由于更高的AP，在城市環(huán)境中可以達到15-30米的精度

WiFi定位的缺點(diǎn)

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

　　由于接入點(diǎn)較少，農村地區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(wú)疑是贏(yíng)家。將WiFi定位與基于低功耗廣域網(wǎng)的定位相結合，提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的整體定位精度和可靠性。此外，通過(guò)將WiFi定位添加到系統中，它可以擴展設備的覆蓋范圍并提供更高精度的定位技術(shù)。最后，通過(guò)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(diǎn)

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