端到端數字物流即將成為現實：LoRaWAN新型地理定位解決方案價格成為亮點
2017-05-04 17:58:25 未知
作者：Olivier Hersent，Actility公司董事兼首席技術官
LoRaWAN是由LoRa聯盟為低功耗廣域網(LPWAN)通信制定的全球新標準。LPWAN旨在為電池壽命長達數年，通常為長達十年及以上的用例提供支持，可為建筑聯網、計量、智慧城市及農業等大量物聯網應用實現極低的總體擁有成本（TCO）。LoRaWAN已獲得法國Orange、美國Comcast、日本NTT、軟銀、比利時Proximus、荷蘭皇家電信及瑞士電信等全球主要網絡運營商的支持。
地理定位及物體追蹤是物聯網的主要用例之一，甚至有可能是最大的用例。追蹤技術的需求彈性對成本高度敏感：如若追蹤器的成本降至1美元，基本上所有的物體都將使用該功能。
LoRaWAN盡管還沒走到這一步，但卻可以說相當接近了！
LoRaWAN提供基于網絡和GPS的多種地理定位服務。較之前的技術相比，兩者均實現了重大進步。
基于網絡的地理定位成本最低，適用于任何配置LoRa收發器的設備，可將物料成本(含電池)降至5美元以下。它也是業內能效最高的一項技術，可使用標準LTC 2Ah電池進行長達數年的追蹤定位。該技術依靠到達時間差(TDoA)三角定位算法，可在鄉村環境實現30米，城市環境150米精度的定位服務(得益于信號到達時間反射回來的結果)。
此定位服務要求運營商部署“支持宏分集接收”的網絡，即多個基站均可從追蹤設備接收信號。以上列舉的大多數LoRaWAN網絡均可實現該部署，且在大多數城市，運營商可提供設有五個，甚至通常五個以上基站的宏分集。由于LoRaWAN基站信號覆蓋面積高達15公里以上，使得覆蓋如自然保護區等廣闊地區的費用低廉，因此該技術最適用于農業應用、公園或森林監測以及重點工程項目數字化。其具體應用包括灌溉控制、消防、瀕危物種保護、露天礦場資產追蹤及大型建設項目等。
基于GPS的地理定位并非新技術，但LoRaWAN能夠優化其成本及用途。基于GPS的追蹤器應用以往受限于較短的電池壽命（或極高的電池成本）及高昂的通信費用，但這個難題即將成為歷史。通過使用LoRaWAN，甚至更新的3GPP通信技術如NB-IoT，而非GPRS，其能源成本將實現一個數量級以上的銳減。而對于其它實時追蹤應用來說，GPS提供的精準定位至關重要。為滿足這些高精準用例的需求，Actility公司在其ThingPark定位服務中集成了LoRa輔助GPS功能。這樣一來，專用追蹤裝置可通過選擇相關GPS信號進行定位，并使用高能效的LoRaWAN通信服務將位置信息傳遞給追蹤應用。
使用LoRaWAN的優勢不止于此。GPS通常需要花費很長時間才可獲得某一位置定位信息，且耗電量大。同時，傳統的A-GPS技術雖然可將定位時間縮短至幾秒鐘，但其對CPU或通信流量需求較高。這兩種技術既不節能，也無法支持數年不間斷追蹤的用例。而在最先進的LoRaWAN追蹤方案中使用的新型AGPS既可縮短定位時間，也可降低CPU及通信流量需求。此技術還可顯著降低追蹤器GPS子系統的復雜性。
總而言之，使用LoRaWAN作為通信網絡并結合利用優化型AGPS是兩項重大創新，可讓GPS追蹤的TCO成本降低一個數量級，這將有利于推動我們進入大規模追蹤應用的新時代。
未來，追蹤功能將使用多模追蹤器。屆時，最佳的商用追蹤器將可同時使用基于網絡和優化型GPS的地理定位功能。不僅如此，在室內使用時，追蹤系統還將使用WiFi SSID探測，并將所獲信息與基于網絡的TDoA三角定位相結合，從而為室內定位提供持續的全方位服務。而一些最先進的追蹤器還可使用內部傳感器（如加速計、磁力儀等）進行推算定位并增強傳感器融合從而提高定位精度。此外，低功耗藍牙(BTLE)信標信號可用于尋找數十米范圍內的設備。LoRaWAN網絡的雙向特性和追蹤器的板載邏輯可實現多定位模式間的動態切換。
這種先進的多模追蹤器將推動物流行業實現端到端數字化發展。這樣一來，不再只有指定檢查站可追蹤貨物，全程均可實現持續追蹤。LoRaWAN實現的更低TCO意味著數字平臺即將成為現實，室外可結合GPS和網絡三角定位進行追蹤，室內可通過WiFi和信標發射實現追蹤功能。雙向LoRaWAN通信鏈路可為基于超高能效網絡的三角定位（地理圍欄及路徑完整性檢查），及基于GPS（按需定位）、基于WiFi（室內）和基于藍牙（資產定位）等的多種追蹤定位實現能耗/精度動態優化權衡。
這些新型數字平臺不僅可減少損失，而且可提供全新的高品質運輸。由于邊際成本增加，追蹤器還可持續監測溫度、沖擊等指標，從而為環境標準、衛生及最優保險政策等提供支持。
物聯網常被稱作為各個行業的變革性技術。有時，甚至難以分辨這是炒作還是事實，但對物流行業(及所有資產豐富的業務領域)而言，LoRaWAN無疑將給定位服務帶來顛覆性改變。技術行業對成本比較敏感，在這個領域降低一個數量級花費的事情鮮有發生，但追蹤技術正切實經歷著這種改變。
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作者：Olivier Hersent，Actility公司董事兼首席技術官
Olivier是知名的電信和技術專家。他創立的NetCentrex公司是為服務提供商提供VoIP 基礎設施的領軍企業。2006年NetCentrex收購后，Olivier就任Comverse首席技術官一職。2010年，Olivier創立物聯網解決方案提供商Actility。通過其ThingParkWireless平臺，Actility可利用LoRa技術為諸如智慧城市等應用提供LPWA物聯網網絡支持。此外，Olivier還被公認為電信及能源領域的意見領袖，出版了有關網絡技術、VoIP、 M2M、物聯網及智能電網的多本著作。Olivier畢業于巴黎綜合理工學院（EcolePolytechnique）。
