關(guān)鍵詞： LPWAN , LoRaWAN

作者：Olivier Hersent，Actility公司董事兼首席技術(shù)官

LoRaWAN是由LoRa聯(lián)盟為低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)通信制定的全球新標準。LPWAN旨在為電池壽命長達數(shù)年，通常為長達十年及以上的用例提供支持，可為建筑聯(lián)網(wǎng)、計量、智慧城市及農(nóng)業(yè)等大量物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)運營商的支持。

地理定位及物體追蹤是物聯(lián)網(wǎng)的主要用例之一，甚至有可能是最大的用例。追蹤技術(shù)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(wǎng)絡(luò)和GPS的多種地理定位服務(wù)。較之前的技術(shù)相比，兩者均實現(xiàn)了重大進步。

基于網(wǎng)絡(luò)的地理定位成本最低，適用于任何配置LoRa收發(fā)器的設(shè)備，可將物料成本(含電池)降至5美元以下。它也是業(yè)內(nèi)能效最高的一項技術(shù)，可使用標準LTC 2Ah電池進行長達數(shù)年的追蹤定位。該技術(shù)依靠到達時間差(TDoA)三角定位算法，可在鄉(xiāng)村環(huán)境實現(xiàn)30米，城市環(huán)境150米精度的定位服務(wù)(得益于信號到達時間反射回來的結(jié)果)。

此定位服務(wù)要求運營商部署“支持宏分集接收”的網(wǎng)絡(luò)，即多個基站均可從追蹤設(shè)備接收信號。以上列舉的大多數(shù)LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)均可實現(xiàn)該部署，且在大多數(shù)城市，運營商可提供設(shè)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(qū)等廣闊地區(qū)的費用低廉，因此該技術(shù)最適用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用、公園或森林監(jiān)測以及重點工程項目數(shù)字化。其具體應(yīng)用包括灌溉控制、消防、瀕危物種保護、露天礦場資產(chǎn)追蹤及大型建設(shè)項目等。

基于GPS的地理定位并非新技術(shù)，但LoRaWAN能夠優(yōu)化其成本及用途?；贕PS的追蹤器應(yīng)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(shù)如NB-IoT，而非GPRS，其能源成本將實現(xiàn)一個數(shù)量級以上的銳減。而對于其它實時追蹤應(yīng)用來說，GPS提供的精準定位至關(guān)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(wù)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(guān)GPS信號進行定位，并使用高能效的LoRaWAN通信服務(wù)將位置信息傳遞給追蹤應(yīng)用。

使用LoRaWAN的優(yōu)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(tǒng)的A-GPS技術(shù)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(shù)既不節(jié)能，也無法支持數(shù)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(shù)還可顯著降低追蹤器GPS子系統(tǒng)的復(fù)雜性。

總而言之，使用LoRaWAN作為通信網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合利用優(yōu)化型AGPS是兩項重大創(chuàng)新，可讓GPS追蹤的TCO成本降低一個數(shù)量級，這將有利于推動我們進入大規(guī)模追蹤應(yīng)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(wǎng)絡(luò)和優(yōu)化型GPS的地理定位功能。不僅如此，在室內(nèi)使用時，追蹤系統(tǒng)還將使用WiFi SSID探測，并將所獲信息與基于網(wǎng)絡(luò)的TDoA三角定位相結(jié)合，從而為室內(nèi)定位提供持續(xù)的全方位服務(wù)。而一些最先進的追蹤器還可使用內(nèi)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(shù)十米范圍內(nèi)的設(shè)備。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的雙向特性和追蹤器的板載邏輯可實現(xiàn)多定位模式間的動態(tài)切換。

這種先進的多模追蹤器將推動物流行業(yè)實現(xiàn)端到端數(shù)字化發(fā)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(xiàn)持續(xù)追蹤。LoRaWAN實現(xiàn)的更低TCO意味著數(shù)字平臺即將成為現(xiàn)實，室外可結(jié)合GPS和網(wǎng)絡(luò)三角定位進行追蹤，室內(nèi)可通過WiFi和信標發(fā)射實現(xiàn)追蹤功能。雙向LoRaWAN通信鏈路可為基于超高能效網(wǎng)絡(luò)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(nèi)）和基于藍牙（資產(chǎn)定位）等的多種追蹤定位實現(xiàn)能耗/精度動態(tài)優(yōu)化權(quán)衡。

這些新型數(shù)字平臺不僅可減少損失，而且可提供全新的高品質(zhì)運輸。由于邊際成本增加，追蹤器還可持續(xù)監(jiān)測溫度、沖擊等指標，從而為環(huán)境標準、衛(wèi)生及最優(yōu)保險政策等提供支持。

物聯(lián)網(wǎng)常被稱作為各個行業(yè)的變革性技術(shù)。有時，甚至難以分辨這是炒作還是事實，但對物流行業(yè)(及所有資產(chǎn)豐富的業(yè)務(wù)領(lǐng)域)而言，LoRaWAN無疑將給定位服務(wù)帶來顛覆性改變。技術(shù)行業(yè)對成本比較敏感，在這個領(lǐng)域降低一個數(shù)量級花費的事情鮮有發(fā)生，但追蹤技術(shù)正切實經(jīng)歷著這種改變。