低功耗广域网：选择最佳位置定位选项

　　低功耗广域网(LPWAN)首次出现是因为物联网设备需要更小、更便宜，同时还要保持电池效率并满足所有形式的要求。通过提供长距离、低功耗和低带宽的通信，LPWAN可以满足许多物联网用例的操作需求。它们降低了设备的成本和电池消耗，不仅延长了使用寿命，而且还降低了其运营开销的大小和成本。在许多这些用例中，性能取决于一个关键特性：准确的定位能力。这些定位方法可以包括GNNS、WiFi定位等。

　　预计物联网设备未来增长的很大一部分将来自低功耗广域网。到2025年，预计将有超过20亿台设备通过LPWAN连接。

　　有几种不同的网络，例如NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox或LTE Cat-M，它们都提供了这些独特的功能。这些网络的用例包括资产跟踪解决方案、智能城市基础设施和智能计量。让我们讨论如何根据用例需求选择最佳位置定位选项。

LoRaWAN：低功耗广域网规范

　　与传统移动网络相比，低功耗广域网的覆盖范围更广，因此能够以更低的成本传输少量数据（每台设备）。LPWAN非常适合许多非常小型、低成本的设备定期传输和接收少量数据的用例。

　　LoRaWAN是一种LPWAN规范，旨在用于区域、国家或全球网络中的无线电池供电设备。LoRa或远程无线电的理想用例涉及不经常传输少量数据并在部署LoRa基础设施的区域内移动的小型工业设备。从减少能源费用、智能照明和优化废物收集，到智能计量和供应链和物流，LoRaWAN的机会很多。也就是说，这些用例严重依赖位置才能正常执行。

用于低功耗广域网的内置定位技术

　　LoRa使用一种称为到达时间差(TDOA)的内置定位技术启用这些应用程序。TDOA技术使用无线基础设施（即LoRa网关）定位设备。使用TDOA的手机和设备定位是20多年前开发的。它致力于创建用于E-911和其他应用程序的准确定位解决方案。

　　这项工作导致开发了一个大型知识产权组合，该组合为TDOA实施的许多方法和系统申请了专利。多年来，TDOA已经适应支持物联网的本地LoRa TDOA位置。由于网关能够收集和传输定时信息，因此可以通过比较信号到达多个网关的时间来定位设备。TDOA的准确性在很大程度上取决于所部署的低功率广域网基站的密度。如前所述，这因地理和形态（城市与郊区等）而有很大差异。虽然对于某些物联网用例来说，这种广域位置可能是可以接受的，但如果需要更准确地了解设备的位置，TDOA可能不是一个具有成本效益的选择。

　　LoRa的低距离传输能力意味着网络节点之间的距离很远，这对部署成本来说是一个优势，但对TDOA来说是一个挑战。这就是GNSS或WiFi提供最准确和最具成本效益的定位功能的地方。

GNSS和WiFi定位：优缺点

　　全球导航卫星系统(GNSS)等基于卫星的定位方法似乎具有比积极方面更多的消极方面。首先，让我们看一个强大的优势：GNSS设备在设备可以看到卫星的区域（例如室外环境）中非常准确。这会有所帮助，尤其是当其他位置定位选项在户外不准确时。现在，让我们继续讨论缺点。

全球导航卫星系统的缺点：

　　在室内不是很准确

　　在密集的城市环境中不是很准确，例如大多数城市

　　GNSS芯片组和接收器可能很昂贵

　　可以耗尽设备电池，抵消LPWAN的一些主要优势

　　WiFi定位是另一种定位选项，它使用现有的基础设施和WiFi接入点(AP)。对于WiFi定位，设备必须能够扫描附近的接入点(AP)，并通过LoRa传输信息，低功耗广域网可以确定设备的位置。设备需要能够看到WiFi AP，但不需要连接到它。

WiFi定位的优势

　　最佳，因为它可以与其他信号（混合）相结合，以创建一个改进的定位系统，与任何单独的选择相比

　　提供室内定位能力和准确性

　　显着的成本优势，因为网关过度部署不需要达到同等的准确水平

　　由于更高的AP，在城市环境中可以达到15-30米的精度

WiFi定位的缺点

　　WiFi扫描相对于TDOA消耗的增量功率。这是对显着改善的室内和室外位置的权衡

　　由于接入点较少，农村地区的最佳定位精度较低

　　在精确位置跟踪至关重要的用例中，WiFi定位无疑是赢家。将WiFi定位与基于低功耗广域网的定位相结合，提高了整个网络的整体定位精度和可靠性。此外，通过将WiFi定位添加到系统中，它可以扩展设备的覆盖范围并提供更高精度的定位技术。最后，通过获取WiFi扫描并将其发送到网络进行定位，可以最大限度地减少设备的电池消耗。这些优势使WiFi成为低功耗广域部署的最佳选择。

低功耗广域网的要点

　　低功耗广域网可降低设备的成本和电池使用量，提供更智能的使用机会。然而，这些网络的性能取决于准确的定位能力。选择正确的位置定位选项将确保正常运行。当需要精确的位置跟踪时，应使用WiFi定位，因为它可以提高整个网络的整体定位准确性和可靠性。