MOKOSmart ofrece soluciones de posicionamiento en interiores de extremo a extremo. Nuestros dispositivos integran BLE, Wi-Fi, LoRa, GPS y baliza para proporcionar información precisa de posicionamiento y movimiento con una precisión submétrica de 2.5 cm.
GPS significa Sistema de Posicionamiento Global. El término GPS se ha vinculado correctamente con la determinación de la ubicación de sus usuarios. Cuando alguien menciona el GPS, probablemente piense en quién o qué se está localizando.
De igual forma, un GPS de interiores se define como la ubicación de elementos seleccionados en un espacio cerrado, ya sea grande o pequeño. El rastreo GPS en interiores facilita la monitorización activa o pasiva de la ubicación de unidades etiquetadas en una instalación o espacio interior.
Básicamente, las funciones del GPS en interiores permiten la ubicación, el cronometraje, el mapeo y la navegación en espacios interiores como centros comerciales, aeropuertos y otras instalaciones.
Con el GPS para interiores, estas son algunas de las características que se pueden esperar. Estas características permiten a los usuarios realizar una gran cantidad de funciones con facilidad. Con estas características, podrán disfrutar de las numerosas ventajas que ofrece el GPS para interiores. Las características son:
El uso de módulos GPS para interiores ofrece diversas ventajas. Estas ventajas varían desde las capacidades hasta la precisión excepcional que ofrece el GPS para interiores. Algunas de estas ventajas se destacan a continuación:
Cuando surge la necesidad de localizar y gestionar la ubicación de activos, entre otras funciones, un repetidor GPS para interiores puede ser muy útil. Sabemos que la tecnología satelital tradicional y el GPS no funcionan de forma óptima en espacios cerrados y presentan una gran inexactitud. Estos espacios incluyen aeropuertos, estacionamientos, edificios de varias plantas, callejones y otros lugares subterráneos.
Y aquí es donde entra en juego el GPS para interiores. El hecho de que el GPS tradicional no sea eficiente en interiores no significa que no sea crucial localizar con precisión los activos en interiores.
Los espacios interiores extensos pueden ser especialmente difíciles de recorrer, y mucho menos de localizar activamente activos e individuos. Incluso con varios años de experiencia en estos espacios, no es raro que las personas se sientan desorientadas y, a veces, se pierdan en muchos de ellos. Imagine ser un visitante e intentar navegar sin la ayuda de un sistema infalible. Por lo tanto, el GPS para interiores es de gran ayuda para quienes se encuentran en los siguientes lugares y funciones:
La tecnología de rastreo en interiores varía según las preferencias del usuario, el costo de la unidad y la instalación. Esta tecnología utiliza una variedad de dispositivos que localizan objetos y personas donde la tecnología GPS y satelital no funciona. Las soluciones de rastreo en interiores incluyen sistemas de señalización, sistemas de localización en tiempo real (RTLS), localización de personal de primera respuesta y sistemas de gestión de inventario.
Existen diversas tecnologías de rastreo que ayudan a determinar la posición en interiores. Estas son:
Sistemas basados en Bluetooth: Esta tecnología consiste en un enlace inalámbrico de bajo consumo y alta velocidad que se utiliza para conectar equipos móviles. Proporciona una conexión inalámbrica para múltiples dispositivos de red a corta distancia.
Sistemas de banda ultraancha: También conocidos como sistemas UWB, facilitan la localización precisa de la posición hasta 20 centímetros o menos. Transmiten señales de baja potencia que no interfieren con otros espectros. Utilizan una onda especial en el espectro radioeléctrico, diferente a la de las radios policiales o de telefonía móvil.
Sistemas RFID: Sistemas de identificación por radiofrecuencia (RFID) que utilizan ondas de radio para transferir datos. Estos datos se codifican en etiquetas inteligentes RFID, lo que los hace más ventajosos que la tecnología de rastreo de activos con código de barras.
Sistemas infrarrojos: En este sistema, un objeto que emite señales infrarrojas constantemente se conecta al cuerpo rastreado. La CPU puede calcular la posición de la señal emitida mediante triangulación y la dirección del receptor.
Sistemas basados en WiFi: Este es un método sencillo para rastrear la ubicación mediante WiFi. Una etiqueta WiFi transfiere datos de baliza a varios puntos de acceso. Posteriormente, el servidor de ubicación recopila las marcas de tiempo y traduce los datos del punto de acceso y la información de la marca de tiempo a una ubicación.
Tecnología Zigbee: Utiliza RSSI, abreviatura de "indicador de intensidad de la señal recibida". La tecnología de sensores inalámbricos Zigbee emplea RSSI, lo que la hace eficaz para determinar la posición en interiores y los servicios basados en la ubicación (LBS). La base de datos de huellas dactilares permite calcular la posición de una persona en interiores.
Tecnología Beacon: Esta tecnología utiliza pequeños transmisores inalámbricos BLE para enviar señales a receptores cercanos. Con este sistema, la interacción y el posicionamiento basados en la ubicación se pueden determinar con precisión y facilidad.
Tecnología de ultrasonido: Esta tecnología utiliza un sistema de ultrasonido capaz de rastrear la posición del cuerpo emisor. Se emplean sensores de ultrasonido para rastrear la posición de la señal de ultrasonido.
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) funciona adquiriendo inicialmente señales satelitales que se utilizan para calcular la posición. La incertidumbre de frecuencia que acompaña al cálculo de la posición es de aproximadamente ±4.2 kHz con respecto a la señal GPS observada. El GPS utiliza correlación para detectar la señal. La señal pico se vuelve inexistente si la frecuencia del retardo de código es incorrecta. La búsqueda de la señal se realiza con retardos de código y frecuencias variables, conocidos como bins.
En esencia, un receptor puede determinar la ubicación al evaluar la distancia entre el satélite en uso y usted. Para determinar su ubicación tridimensional, necesitará un mínimo de cuatro satélites. Esta ubicación se obtiene mediante el reloj atómico del satélite, que multiplica la velocidad de la señal. Un satélite determina la velocidad de la señal horaria, mientras que tres satélites se utilizan para obtener las coordenadas x, y, z.
En términos similares, las señales de los satélites que orbitan la Tierra se transmiten a la superficie terrestre a unos 20,000 km de distancia. Es obvio que, debido a la distancia, la pérdida en el espacio libre reducirá la potencia de la señal. Por ello, las señales GPS convencionales no son fiables en espacios cerrados o interiores, ya que la pérdida de señal es aún mayor. Por ello, se utilizan repetidores GPS para interiores en los sistemas de posicionamiento GPS en interiores.
Para que un GPS funcione correctamente, se necesita un tipo especial de antena. La antena GPS tradicional, utilizada como receptor, es circular y funciona como un parche de microbanda polarizado. Opera en la banda L1 de 1575 MHz. Es bastante pequeña, con unas dimensiones de 25 mm x 25 mm, debido a la constante dieléctrica del material del sustrato (Ɛr = 25). En esencia, la antena es un metal conductor que se activa eléctricamente al ser alcanzado por una onda electromagnética.
La combinación de múltiples subcomponentes del sistema activa el sistema. Contiene diferentes componentes electrónicos que cumplen las funciones del GPS, como leer señales relevantes y filtrar las no deseadas. En su forma más básica, el sistema integrado incorporaría un decodificador de señales, un filtro y una salida de comunicaciones.
Un sistema debe poder transferir información entre sus múltiples componentes para alcanzar un objetivo. Por lo tanto, el protocolo de comunicación se implementa para que múltiples entidades participen en el GPS. El protocolo de comunicación informa al sistema final o al usuario. Un ejemplo es un protocolo que recupera un formato de información que contiene la calidad de la señal, las coordenadas y la velocidad.
El hardware (componentes físicos) del IPS conforma el sistema GPS para interiores en su conjunto. Estos componentes son:
Tal como se mencionó anteriormente sobre las antenas, esta se obtiene del GPS tradicional. Está compuesta por un reflector cónico de aluminio que ayuda a mejorar la dirección o el posicionamiento.
Este componente de hardware para el IPS hace uso de algunos amplificadores de bajo ruido que pueden reducir los sonidos fuertes.
Esto resulta útil cuando hay pérdida de señal y calcula qué tan beneficioso es el amplificador en el sistema GPS de interiores.
Esta es la capacidad de una red GPS para funcionar óptimamente en interiores y la función de cálculo de posiciones del servidor. Los satélites GPS suelen enviar datos que el receptor disponible puede interpretar con claridad en el campo de visión del satélite. La constelación GPS cuenta actualmente con 28 satélites en órbita. Para obtener todos los datos en tiempo real, un receptor solo tiene que avistar los 28 satélites en órbita simultáneamente.
Para ello, la forma más económica y eficiente sería acceder a una red mundial con estaciones de referencia GPS. Estas estaciones actúan como canal de datos hacia un servidor. Esta red puede atender cualquier cantidad de dispositivos A-GPS que la necesiten, desde cualquier lugar. Mokosmart ha desarrollado e implementado esta red.
Lo innovador de esta red y servidor es que constituye una red completamente redundante con estaciones en todo el mundo. Esto permite que cada servidor GPS sea visible al menos por dos estaciones diferentes en cualquier momento.
Con este sistema, el servidor necesitará menos mediciones satelitales para calcular la posición completa. Esto se logra mediante un modelo de terreno global, que ayuda a mejorar la precisión incluso en terrenos ondulados. Utiliza puntos discretos con cuadrículas de hasta mil millones de puntos que ofrecen una precisión de hasta 18 metros de altura.
El servidor no necesita etiquetas de tiempo GPS precisas para calcular la posición gracias a las mediciones de pseudodistancia GPS. Además, puede funcionar en cualquier dispositivo, independientemente del fabricante.
Este es un enfoque novedoso para el GPS en interiores que utiliza convoluciones en vivo de señales GPS que funcionan con diversos retardos de código probables. ¿Cómo funciona? Un receptor GPS tradicional puede monitorear solo un chip a la vez para detectar posibles retardos de código. El receptor deberá escanear y luego adquirir la señal antes de que pueda comenzar el rastreo.
Este nuevo diseño elimina la necesidad de etapas separadas de seguimiento y adquisición, ya que realiza cálculos en vivo. Estos cálculos procesan más de 2000 correladores para cada satélite, lo que permite realizar una convolución completa en tiempo real. Al utilizarse en exteriores, puede adquirir la señal casi instantáneamente. El desvanecimiento presente en interiores debilita mucho el rastreo GPS convencional, pero este nuevo diseño permitirá la integración continua incluso con una señal que se desvanezca.
Se deben tomar medidas adicionales para optimizar los resultados de un GPS en interiores. Por ejemplo, se deberá colocar una antena en el tejado del espacio interior. Los puntos más altos del edificio albergarán la antena, que se conectará a un repetidor interior. Esta conexión se realizará mediante un cable coaxial de alimentación para transportar la señal.
El repetidor funciona como reradiador de la señal en el interior. El repetidor GPS transmite la señal GPS en vivo desde el exterior de una instalación al interior. Ya sea un edificio o una instalación convencional, el espacio cerrado podrá proporcionar una vista del cielo en tiempo real. Esta vista del cielo en vivo permitirá que el interior sea accesible a cualquier receptor GPS del entorno.
El GPS en interiores se enfrenta a un gran desafío: el procesamiento de señales débiles. El primer aspecto de este desafío es la adquisición, el segundo, la multitrayectoria, y el tercero, la interacción entre señales débiles y fuertes.
Adquisición: La señal entrante se puede buscar en dos dimensiones: retardo de código y frecuencia Doppler. La búsqueda implica un valor Doppler que se convierte a una frecuencia inferior multiplicándolo por el código CDMA del satélite, generado localmente. El retardo varía; por lo tanto, el proceso se denomina "correlación". Los periodos de integración son grupos de señales entrantes sobre los que se realiza la búsqueda. Cuando las señales son débiles, el periodo de correlación debe extenderse para mejorar la relación señal-ruido en el resultado.
Multitrayectoria: Cuando se utiliza GPS en exteriores, la multitrayectoria se experimenta de forma leve, si es que se produce. La multitrayectoria es un reflejo de la señal, una copia más débil de la señal directa y original de línea de visión. Este problema se agrava considerablemente cuando se utiliza GPS en interiores. El reflejo puede ser tan fuerte que supera la señal directa.
Interacción entre señales débiles y fuertes: Esta situación se produce cuando el receptor se sincroniza con un pico de correlación cruzada o una señal errónea, en lugar de con el pico de autocorrelación de la señal correcta. Esto se puede evitar adquiriendo y eliminando directamente la señal fuerte antes de adquirir la señal débil.
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