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08 Jan 2022
通过基于云的位置定位技术,延长用于供应链和物流监控的、受尺寸和功耗限制的GPS资产追踪器的电池续航时间。

从技术原理上看,支持GPS的实时定位系统(RTLS)相当简单,仅由少数几个组件构成。其内部配备了GPS接收器,用于通过绕地球运行的全球导航卫星系统(GNSS)卫星发射的无线电信号来确定资产的位置。 系统还包含一个无线调制解调器——通常用于2G、3G或4G LTE蜂窝通信——用于与云端进行数据传输。这些组件各自连接到一个专用天线,用于接收和发射所需的无线信号。
最后,设备中还包含一个占其体积和重量绝大部分的组件:电池。 电池之所以如此庞大是有原因的:与资产追踪器偶尔进行的数据传输(例如通过低功耗广域蜂窝网络(LTE-M或NB-IoT))相比,基于卫星的定位——我们敢这么说吗?——确实有些“耗电大户” 。
一台持续进行定位跟踪的标准 GNSS 接收器,甚至能在短短几天内耗尽容量相当可观的电池组。通过一系列基于硬件和固件的优化调整,在定位性能与功耗之间取得平衡,电池续航时间可以得到显著延长。
对于尺寸受限的典型应用场景——包括运动手表、宠物和人员追踪器,以及可每天或每周充电的手持设备——这些优化措施能提供足够的续航能力,使解决方案对客户更具吸引力。
但其他应用场景,尤其是小型工业资产追踪器,则需要更强的续航能力。 在工业资产追踪应用中,要管理大量配备 GPS 的资产标签以追踪包裹、箱子、滚笼、牲畜以及覆盖广阔供应链的各类物品,只有将维护工作(主要集中在确保追踪器持续供电)降至最低,才可能实现。
| u-blox 将举办一场关于“基于云的定位技术为您的资产追踪应用提供电源自主性”的网络研讨会。本次活动将于 4 月 6 日星期四与 Digi-Key 联合举办。如需了解更多信息,请 点击此处 |
我们此前已在本博客中介绍过基于硬件和 固件的方法,用于降低 GNSS 接收机的功耗。此外,我们还编写了一份白皮书,阐述了为物联网设计超低功耗 GPS 解决方案的策略。在本篇博客中,我们将重点探讨白皮书中简要提及的其中一种策略。 这种方法在延长基于GPS的物联网资产追踪解决方案的续航里程方面效果最为显著,即云端定位。
首先,什么是基于云的定位?在“典型”的卫星定位中,定位过程的每个步骤都在 GNSS 接收机内部完成——包括卫星信号捕获和数据下载、对每颗卫星的伪距计算(根据可用数据估算与轨道卫星之间的距离),以及最终的位置确定。 基于云的定位将该任务拆分为两个步骤,从而使功耗得到指数级的改善。
借助我们的 u-blox 云定位解决方案,第一步(包括伪距计算及之前的所有步骤)仍由 GNSS 接收机完成。 第二步,即位置计算,则在云端进行,基于伪距数据——这些数据在第一步结束时通过任何可用的无线通信方式(包括 4G LTE、Wi-Fi、蓝牙甚至专有技术)传输到云端。
借助CloudLocate(即我们所说的基于云的定位解决方案),GNSS 接收机只需在信号良好的条件下开启三秒钟,即可实现低于 10 米的定位精度,这对于大多数常见的工业资产追踪应用而言绰绰有余。 定位计算在云端进行,而非在设备本身。因此,设备永远无法获知自身位置。值得庆幸的是,这与资产追踪平台的设计理念完全契合。
CloudLocate 无需检索GNSS 辅助数据,仅需上传 12-50 字节的数据,即可在云端确定被追踪资产的位置。 通过在GNSS接收机上对GNSS信号进行预处理,数据包体积得以缩小,这使得该解决方案非常适合带宽受限的协议和网络,并能有效降低相关的数据传输成本。 最重要的是,通过将 GNSS 接收机的功耗降低多达 90%(以每天六次位置更新为例),CloudLocate 可将追踪解决方案的电池寿命延长四倍(如果每天所需的位置更新次数更少,则延长幅度会更大)。
CloudLocate 提供了前所未有的灵活性,拓展了工业资产追踪解决方案的应用范围。由于我们采用的实现方式,CloudLocate 除了基于卫星的定位外,还可以聚合来自其他定位技术的数据。 当追踪器处于 GNSS 信号覆盖范围之外时,蜂窝网络指纹识别(我们将其实现为 CellLocate)、Wi-Fi 嗅探或蓝 牙室内定位都能提供位置信息。
特别是在复杂的供应链监控应用中——这些应用涉及通过多种运输方式运输资产,并在货运码头、物流中心或仓库进行多次停靠——这种技术多样性有助于克服服务覆盖范围中可能令人焦虑的空白区域。
如需深入了解,请联系我们的销售团队,或填写项目信息表,告知我们您的具体需求。我们将尽快与您联系。
在此之前,敬请关注本系列的下一篇博客,该文将重点探讨室内外静态资产的追踪。
Diego Grassi
u-blox 工业市场开发部门应用营销高级经理
