¿Cómo consigue LoRa el posicionamiento? LoRa utiliza la diferencia de tiempo de llegada (TDOA) para lograr el posicionamiento geográfico.
Una tecnología basada en el posicionamiento LORA, que incluye un sistema de transmisión de información, un sistema de transmisión de red y un sistema de procesamiento de información, caracterizado porque el extremo de salida del sistema de transmisión de información está conectado al extremo de entrada del sistema de transmisión de red, y el extremo de salida del sistema de transmisión de red está conectado al extremo de entrada del sistema de procesamiento de información, el sistema de transmisión de información incluye baliza Beacon, satélite GPS, torre de señalización de base, etiqueta LORA y red de área LORA, el extremo de entrada de la baliza Beacon, satélite GPS y torre de señalización de base El extremo de entrada de la etiqueta LORA está conectado al extremo de entrada de la etiqueta LORA. El extremo de salida de la etiqueta LORA está conectado al extremo de entrada de la red de área LORA. El sistema de transmisión de red incluye una pasarela LORA, una conexión de red y una red de área extensa. El extremo de salida de la pasarela LORA está conectado al extremo de entrada de la conexión de red. conexión de red. La disposición de las balizas, los satélites GPS y las torres de señalización de base en la presente invención hace que el sistema sea más preciso en el posicionamiento del personal y tenga un ámbito de aplicación más amplio, garantizando así la precisión del posicionamiento del personal.
1. Principio de posicionamiento LoRa
Para entender cómo funciona el posicionamiento LoRa, es necesario ver los pasos de la transmisión de datos desde el nodo final hasta el servidor. La premisa del posicionamiento LoRa es que todas las estaciones base o pasarelas compartan una base de tiempo común, lo cual es muy importante.
Cuando cualquier dispositivo terminal LoRaWAN envía un paquete de datos, será recibido por todas las pasarelas dentro del alcance de la red, y cada paquete será comunicado al servidor de la red. Todas las pasarelas son iguales, reciben señales a todas las velocidades de datos en todos los canales todo el tiempo. Esto significa que no hay sobrecarga en los dispositivos finales LoRa, ya que no necesitan escanear y conectarse a una pasarela específica. El sensor simplemente se despierta, envía un paquete y todas las pasarelas dentro del alcance de la red pueden recibirlo.
Todas las pasarelas envían al servidor de la red los mismos paquetes que reciben, capturando con gran precisión las horas de llegada mediante hardware y software especializados integrados en la última generación de pasarelas. Los algoritmos del servidor de red comparan la hora de llegada, la intensidad de la señal, la relación señal/ruido y otros parámetros para calcular la ubicación más probable del nodo final. En el futuro, esperamos que la tecnología híbrida de fusión de datos y la mejora de la correspondencia de mapas mejoren las diferencias de tiempo de llegada y aumenten la precisión del posicionamiento.
Para que la geolocalización sea más precisa, se necesitan al menos tres pasarelas que reciban los paquetes. Un mayor número de pasarelas y una red más densa mejorarán la precisión y la capacidad de posicionamiento. Esto se debe a que cuando más pasarelas reciben el mismo paquete, el algoritmo del servidor obtiene más información, mejorando así la precisión de la geolocalización.
Se necesita una nueva generación de hardware dentro de la pasarela LoRa para calcular algunos parámetros utilizados en geolocalización, como la hora de llegada de alta precisión. Semtech creó un diseño de referencia para la nueva versión de la pasarela a principios de 2016, que se implementó con éxito en muchas pasarelas. El diseño de referencia incluye las funciones de sellado de tiempo de alta calidad necesarias y está disponible para los socios de pasarela autorizados. Esto garantiza que las implantaciones de múltiples proveedores funcionen de forma coherente para proporcionar marcas de tiempo de alta calidad, lo que permite ofrecer servicios de geolocalización de la máxima calidad.
Es importante señalar que la geolocalización depende totalmente de la tecnología de la pasarela y la red, por lo que una vez que se actualice la pasarela, la funcionalidad de geolocalización estará disponible para todos los dispositivos.
Semtech también proporciona un programa solucionador de geolocalización. El solucionador general no es una aplicación dedicada y es independiente del nodo final, lo que supone un buen punto de partida para los servicios de geolocalización LoRa. Además, se ha definido una API que permite a los integradores de sistemas utilizar algoritmos de resolución de terceros que pueden mejorar la precisión de posición disponible. A través de este modelo abierto, Semtech fomenta la innovación y el desarrollo de tecnología de solución para garantizar la mejora continua de la geolocalización basada en LoRaWAN.
Cuando un paquete llega a la pasarela, ésta no sabe de qué dispositivo final procede. Por tanto, la pasarela marca la hora de cada paquete recibido y lo reenvía al servidor. Como el acceso a los servicios de geolocalización es valioso, estas marcas de tiempo se protegen mediante encriptación en la pasarela. La marca de tiempo se transmite al servidor de red y Semtech autoriza la función de descifrado al proveedor de servicios de red. El proveedor del servidor de red puede descifrar los datos en función del nivel de servicio suscrito.
Una de las mayores dificultades para ofrecer una buena localización es reducir la transmisión multitrayecto. Como se muestra en la figura siguiente, algunos paquetes de datos van directamente a la pasarela, otros no, pero tienen una señal reflejada, y otros presentan ambas situaciones. Para reducir la transmisión multitrayecto utilizando más paquetes de datos se pueden emplear más canales, más pasarelas, más antenas y técnicas de aprendizaje automático o estadísticas.
La tecnología basada en el posicionamiento LORA incluye un sistema de transmisión de información, un sistema de transmisión de red y un sistema de procesamiento de información. Se caracteriza porque el extremo de salida del sistema de transmisión de información está conectado al extremo de entrada del sistema de transmisión de red, y el extremo de salida del sistema de transmisión de red está conectado al sistema de procesamiento de información. El extremo de entrada del sistema de procesamiento está conectado. El sistema de envío de información incluye la baliza Beacon, el satélite GPS, la torre de señalización de base, la etiqueta LORA y la red de área LORA. El extremo de entrada de la baliza Beacon, el satélite GPS y la columna de señalización está conectado a LORA. El extremo de entrada de la etiqueta está conectado, y el extremo de salida de la etiqueta LORA está conectado al extremo de entrada de la red de área LORA;
El sistema de transmisión en red incluye una pasarela LORA, una conexión de red y una red de área extensa. El extremo de salida de la pasarela LORA está conectado al extremo de entrada de la conexión de red. El extremo de salida de la conexión de red está conectado al extremo de entrada de la red de área extensa. El sistema de procesamiento de la información incluye un sistema de gestión. Servidor, servidor de red en nube, cliente de gestión y cliente de gestión móvil;
2. Parámetros controlables del posicionamiento LoRa
Diversidad de frecuencias:
Al enviar repetidamente un mensaje por todos los canales disponibles, los resultados de geolocalización mejoran en 50% de media. Un nodo final estático que trabaje en una red de 8 canales mejorará sus resultados en 50% enviando 8 paquetes por 8 canales diferentes.
La forma de la malla de gateway de despliegue. El impacto de la malla de despliegue de la pasarela es de aproximadamente 25%. Una malla fina y larga tendrá un rendimiento 25% peor que una malla cuadrada. Por tanto, el despliegue de la red debe centrarse en la medida de lo posible en desplegar las pasarelas en un patrón cuadrado.
Portal de la Diversidad:
En general, cuantas más pasarelas reciban la señal, más precisos serán los resultados. Sin embargo, a partir de 6 pasarelas, las mejoras de geolocalización empiezan a ser menos perceptibles. Entre 3 y 4 pasarelas, la mejora es de aproximadamente 25%, y a partir de 4 pasarelas la mejora de la localización geográfica empieza a disminuir.
La diversidad de antenas afecta más a las señales más débiles. Así, si un dispositivo se encuentra en una posición con buena recepción en 3 pasarelas, al añadir una 4ª pasarela débil, la diversidad de antena normalmente cambiará los paquetes recibidos en la 4ª pasarela de no disponibles a disponibles. En este caso, puede proporcionar una mejora de localización de 25%.
1. El extremo de salida de la red de área LORA está conectado al extremo de entrada de la pasarela LORA, y el extremo de salida de la red de área amplia está conectado al extremo de entrada del servidor de gestión, el servidor de red en la nube, el cliente de gestión y el cliente de gestión móvil, respectivamente.
2. Una tecnología basada en el posicionamiento LORA según la reivindicación 1, caracterizada porque los terminales de salida de la baliza Beacon, el satélite GPS, la torre de señalización de base y el terminal de entrada de la etiqueta LORA están todos conectados de forma inalámbrica.
3. Una tecnología basada en el posicionamiento LORA según la reivindicación 1, caracterizada porque la etiqueta LORA se lleva en la muñeca del cuerpo humano.
4. Una tecnología basada en el posicionamiento LORA según la reivindicación 1, caracterizada porque el extremo de salida de la pasarela LORA y el extremo de entrada de la conexión de red son conexiones de red inalámbricas.
5. Una tecnología basada en el posicionamiento LORA según la reivindicación 1, caracterizada porque el extremo de salida del cliente de gestión está conectado al extremo de entrada del servidor de red en la nube.
6. Una tecnología basada en el posicionamiento LORA según la reivindicación 1, caracterizada porque el cliente de gestión móvil es un teléfono móvil con pantalla táctil.
7. Una tecnología basada en el posicionamiento LORA según la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de procesamiento de la información está provisto de un centro de monitorización, y el extremo de salida del centro de monitorización está conectado al extremo de entrada del servidor de gestión.
Palabras clave: lora