NB-IoT трекер для позиционирования GPS, Глонасс, iBeacon

Как разработать систему позиционирования, которая работает внутри помещений и на открытом воздухе одновременно?

Для решения этой задачи необходимы GPS или Глонасс трекеры, iBeacon или UWB шлюзы, канал передачи данных гео-позиции объекта на сервер. Можно совместить все устройства, объединив в одном корпусе трекер iBeacon и GPS, но возникает главная проблема — срок работы на одном зарядке аккумулятора, ограниченный несколькими часами при использовании каналов связи WiFi или EDGE/3G/ LTE для реализации RTLS системы.

Существенно увеличить срок работы трекера можно, если использовать энергоэффективные сети передачи данных, такие как LoRa или NB-IoT. При этом мы получает технологическое ограничение для создания RTLS системы, так как гео-данные будут собираться на сервере с задержкой минимум 15 минут, но работа от одного заряда аккумулятора увеличится до месяца и более.

Технологии

GPS — система глобального позиционирования. На сегодня получила массовое распространение, чипы GPS используются во всех смартфонах, трекерах и других устройствах. Первый спутник для GPS был запущен 31 мая 1967 года. На сегодня на орбите находится 32 спутника. Точность позиционирования GPS <7.8 метра (типовая 0,715 метра)

Glonass (ГЛОНАСС) — глобальная навигационная спутниковая система разработанная в России. Первый запуск спутника ГЛОНАСС состоялся в 1982 году. Для работы системы используется 24 спутника. Точность позиционирования ГЛОАНСС 2,8 метра.

Технологии позиционирования внутри помещений (Indoor Positioning)  — UWB, iBeacon, ZigBee. Принцип работы систем на основе этих технологий схожи. Приемник получает уровень сигнала, анкор/маяк/тэг передает сигнал с интервалом времени в несколько мс . Приемник передает данные для расчета на сервер, где используются разные алгоритмы для определения положения объекта в пространстве.

LORA — Long Range Low Power Wide-area Network — энергоэффективный протокол передачи данных на расстояния до 5 км и более. Правообладателем протокола является компания Semtech. Частотные диапаны: 433 Mhz, 868 Mhz, 915 Mhz, 923 Mhz. Российский частотный диапазон LoRa   RU868 : не имеют законодательных ограничений:  868.9 Mhz Channel 0; 869.1 Mhz Channel 1; имеют законодательные ограничения 864.1 -864.8 Mhz . Для работы устройств с LoRa модулями требуется разворачивать сеть, состоящую из шлюзов или подключение к оператору.

NB-IoT — маломощная глобальная сеть на стандартах 3GPP, работающая в лицензионном спектре совместно с сетями 3G и 4G. В России большая тройка мобильных операторов имеет покрытие сетей. При выборе устройств с технологий NB-IoT необходимо убедиться в покрытии сети и подобрать тарифы, никакого дополнительного оборудование не требуется.