LoRaWAN GEO tracker, popis soutěžního projektu

Popis soutěžního projektu LoRaWAN GPS tracker

Přečtěte si také o GPS tracker pro Sigfox, který jsem představil na Sigfox World IoT Expo.

Projekt LoRaWAN tracker umožňuje lokalizaci polohy zařízení prostřednictvím sítě LoRaWAN. K určení polohy jsou využívána data z nejbližších bran (gateway) sítě LoRaWAN. Tracker využívá hlavních předností technologie LoRa, kterými jsou především dlouhá výdrž na baterie, malé rozměry a nízká hmotnost, nízká pořizovací cena a využití těžko zarušitelného pásma.

Lokalizaci polohy lze využít pro sledování a dohledání psů a koček, kde jsou nutné malé rozměry sledovacího zařízení a dostatečná výdrž na baterie. Dalším možným využitím je sledovací systém jako součást zabezpečení vozidel. Zde lze těžit z obtížné zarušitelnosti frekvence a funkčnosti i mimo polohy s přímou viditelností na oblohu.

Projekt zvítězil v soutěži Českých radiokomunikací Czech IoT Summer Jam 2016. Oficiální tisková zpráva ČRa (PDF, 345kB)

Srovnání technologie s konkurenčními produkty

Na trhu je dostupná řada výrobků na sledování polohy psů a koček, většina z nich je založena na kombinaci technologií GPS a GSM. To s sebou nese řadu nevýhod, mezi hlavní patří velmi nízká výdrž na baterie při současném využívání GPS a GSM a dále nutnost udržování SIM karty, resp. dobíjení kreditu nebo využívání paušálu.

LoRaWAN tracker má odhadovanou výdrž na baterii 1 rok, konkurenční produkty pouze několik dní. V aktivním režimu vyhledávání, s využitím GPS tracker vydrží odhadem až 5 dní, jiné produkty pouze několik hodin. LoRaWAN tracker umožňuje určení polohy i ve standby módu, není nutné dobíjet kredit a udržovat SIM kartu, polohu je možné určit i v oblastech bez pokrytí mobilním signálem, bez přístupu k internetu a dokonce i bez pokrytí sítě LoRaWAN. Rádiový signál (868 MHz) prakticky nelze zarušit.

Princip určení polohy

K určení polohy se využívá informací z každé odeslané zprávy zařízením. Zásadní je seznam gateway (dále jen bran), které přijaly zprávu ze zařízení a hodnoty RSSI a SNR. Díky identifikaci bran známe GPS polohu těchto bran a hodnoty RSSI a SNR slouží k získání vzdálenosti od bran v okamžiku odeslání zprávy. Výpočet vzdálenosti pouze na základě hodnoty RSSI je možný pouze ve volném prostranství, bez překážek a terénních nerovností. Proto bylo nutné najít jiný spolehlivější a přesnější způsob určení vzdálenosti. K tomu slouží obsáhlá nepřetržitě aktualizovaná databáze, kde jsou dostupné údaje pro každou jednotlivou bránu na základě přibližného směru (definovaný sadou bran, které přijaly zprávu) a hodnot RSSI a SNR. Databázová data jsou získávána výpočtem z GPS polohy. K aktualizaci databáze lze teoreticky využít všechna dostupná zařízení v síti s GPS.

Ze získaných vzdáleností od bran je následně vypočtena poloha pomocí jedné z metod trilaterace, několikanásobná bilaterace nebo je poloha odhadnuta pomocí bilaterace.

Realizuji Váš IoT projekt (LoRaWAN, Sigfox), napište mi

Ukázky nalezení polohy výpočtem

Vysvětlivky:

• modré kružnice: definují vzdálenost od bran
• modré body: vizualizují vypočtené průniky kružnic
• zelený bod: vypočtená poloha
• oranžový bod: GPS poloha