MOKOSmart propose des solutions de positionnement intérieur de bout en bout. Nos appareils intègrent les technologies BLE, Wi-Fi, LoRa, GPS et balises pour fournir des informations de positionnement et de mouvement précises, avec une précision inférieure au mètre (2.5 cm).
GPS signifie Global Positioning System (Système de Positionnement Global). Le terme GPS est associé à juste titre à la localisation de ses utilisateurs. Lorsqu'on vous parle de GPS, vous vous demandez probablement qui ou quoi est localisé.
De même, un GPS intérieur permet de localiser des éléments précis dans un espace clos, qu'il soit grand ou petit. Le suivi GPS intérieur facilite la localisation active ou passive d'unités étiquetées dans une installation ou un espace intérieur.
Essentiellement, les fonctions GPS intérieures permettent de localiser, de chronométrer, de cartographier et de naviguer dans des espaces intérieurs tels que des centres commerciaux, des aéroports et d’autres installations.
Voici quelques-unes des caractéristiques attendues d'un GPS d'intérieur. Ces fonctionnalités permettent aux propriétaires d'exécuter facilement une multitude de fonctions. Grâce à elles, les utilisateurs pourront profiter des nombreux avantages du GPS d'intérieur. Ces fonctionnalités sont les suivantes :
L'utilisation de modules GPS d'intérieur présente de nombreux avantages, allant des fonctionnalités à la précision exceptionnelle offerte par ces appareils. Certains de ces avantages sont présentés ci-dessous :
Lorsqu'il est nécessaire de localiser et de gérer l'emplacement de biens, entre autres fonctions, un répéteur GPS intérieur peut s'avérer très utile. Nous savons que la technologie satellite traditionnelle et le GPS ne fonctionnent pas de manière optimale dans les espaces clos et sont très imprécis. Ces espaces comprennent les aéroports, les parkings, les immeubles à plusieurs étages, les ruelles et autres lieux souterrains.
C'est là que le GPS d'intérieur entre en jeu. Si le GPS traditionnel n'est pas efficace en intérieur, il n'en demeure pas moins crucial pour localiser précisément les actifs à l'intérieur également.
Les vastes espaces intérieurs peuvent être particulièrement difficiles à parcourir, sans parler de la localisation active des biens et des personnes. Même avec plusieurs années d'expérience dans ces espaces, il n'est pas rare que des personnes se retrouvent désorientées et parfois perdues. Imaginez maintenant que vous êtes un visiteur et que vous essayez de vous orienter sans l'aide d'un système infaillible. Le GPS intérieur est donc d'une grande aide pour les personnes se trouvant dans les lieux et pour les fonctions suivants :
La technologie de localisation intérieure varie en fonction des préférences de l'utilisateur, du coût de l'appareil et de son installation. Elle utilise une gamme d'appareils permettant de localiser des objets et des personnes là où le GPS et les technologies satellite ne sont pas opérationnels. Les solutions de localisation intérieure incluent l'orientation, les systèmes de localisation en temps réel (RTLS), la localisation des premiers intervenants et la gestion des stocks.
Il existe un certain nombre de technologies de suivi, toutes différentes, permettant de déterminer la position en intérieur. Les voici :
Systèmes Bluetooth : Cette technologie est une liaison sans fil, à faible consommation et à haut débit, utilisée pour connecter des équipements mobiles. Elle permet une connexion sans fil à plusieurs périphériques réseau sur une courte distance.
Systèmes à bande ultra-large : Également appelés systèmes UWB, ils permettent une localisation précise jusqu'à 20 cm ou moins. Ils transmettent des signaux de faible puissance qui ne perturbent pas les autres spectres. Ils utilisent une onde spécifique du spectre radio, différente de celle des radios de la police ou des téléphones portables.
Systèmes RFID : systèmes d'identification par radiofréquence RFID pour portes de stands utilisant les ondes radio pour transférer des données. Ces données sont codées sur des étiquettes intelligentes RFID, ce qui les rend plus avantageuses que la technologie de suivi des actifs par code-barres.
Systèmes infrarouges : Dans ce système, un objet émettant en permanence des signaux infrarouges est fixé au corps suivi. Le processeur est capable de calculer la position du signal émis grâce à la triangulation et à la direction du récepteur.
Systèmes Wi-Fi : Il s'agit d'une méthode simple permettant de suivre la localisation grâce au Wi-Fi. Une balise Wi-Fi transfère les données de balise à différents points d'accès. Le serveur de localisation collecte ensuite les horodatages et traduit les données du point d'accès et les informations d'horodatage en localisation.
Technologie Zigbee : elle utilise un RSSI (abréviation de « received signal strength indicator »). La technologie de capteur sans fil Zigbee utilise le RSSI, ce qui la rend efficace pour déterminer le positionnement en intérieur et les services de géolocalisation (LBS). L'utilisation d'une base de données d'empreintes digitales permet de calculer la position d'un individu à l'intérieur.
Technologie Beacon : Cette technologie utilise de petits émetteurs sans fil BLE pour envoyer des signaux aux récepteurs à proximité. Grâce à ce système, l'interaction et le positionnement basés sur la localisation peuvent être déterminés avec précision et simplicité.
Technologie ultrasonore : Cette technologie utilise un système à ultrasons capable de suivre la position du corps émetteur. Des capteurs à ultrasons permettent de suivre la position du signal ultrasonore.
Le système de positionnement global (GPS) fonctionne en acquérant initialement des signaux satellites qui servent à calculer une position. L'incertitude de fréquence associée au calcul de la position est d'environ ± 4.2 kHz par rapport au signal GPS observé. Le GPS utilise la corrélation pour détecter le signal. Le signal de crête devient inexistant si la fréquence du retard de code est erronée. La recherche du signal s'effectue sur des intervalles de temps et de fréquence variables.
En substance, un récepteur est capable de localiser précisément votre position en évaluant la distance entre le satellite utilisé et vous. Pour que votre position soit déterminée en 3D, vous aurez besoin d'au moins quatre satellites. Cette position est obtenue grâce à l'horloge atomique du satellite, qui multiplie le débit du signal. Un satellite détermine le débit du signal horaire, tandis que trois satellites permettent d'obtenir les coordonnées x, y et z.
En termes simples, les signaux des satellites en orbite terrestre sont transmis à la surface terrestre à environ 20,000 XNUMX km. Il est évident qu'en raison de la distance, la perte en espace libre réduit la puissance du signal. C'est pourquoi les signaux GPS classiques ne sont pas fiables dans les espaces clos ou intérieurs, car la perte de signal est encore plus importante. C'est pourquoi les répéteurs GPS intérieurs sont utilisés pour les systèmes de positionnement GPS intérieurs.
Pour qu'un GPS fonctionne correctement, une antenne spécifique est nécessaire. L'antenne GPS traditionnelle, utilisée comme récepteur, est circulaire et fonctionne comme un patch microruban polarisé. Elle fonctionne sur la bande L1 de 1575 MHz. Ses dimensions sont relativement petites, 25 mm x 25 mm, en raison de la constante diélectrique du substrat (Ɛr = 25). L'antenne est essentiellement un métal conducteur qui devient électriquement actif lorsqu'il est soumis à une onde électromagnétique.
La combinaison de plusieurs sous-composants du système permet d'activer le système. Ce dernier contient différents composants électroniques qui assurent les fonctions du GPS, comme la lecture des signaux pertinents et le filtrage des signaux indésirables. Dans sa forme la plus simple, le système intégré comprend un décodeur de signaux, un filtre et une sortie de communication.
Un système doit être capable de transférer des informations entre ses multiples composants afin d'atteindre un objectif. Par conséquent, un protocole de communication est mis en place pour que plusieurs entités soient impliquées dans le GPS. Ce protocole informe le système final ou l'utilisateur. Par exemple, un protocole récupère un format d'information contenant la qualité du signal, les coordonnées et la vitesse.
Les composants matériels (physiques) de l'IPS constituent le système GPS d'intérieur dans son ensemble. Ces composants sont :
Comme indiqué précédemment pour les antennes, ce système est issu du GPS traditionnel. Il est constitué d'un réflecteur conique en aluminium qui permet d'améliorer la direction ou le positionnement.
Ce composant matériel pour l'IPS utilise quelques amplificateurs à faible bruit capables de réduire les sons forts.
Cela s'avère utile en cas de perte de signal et calcule l'utilité de l'amplificateur dans le système GPS intérieur.
Il s'agit de la capacité d'un réseau GPS à fonctionner de manière optimale en intérieur et de la fonction de calcul des positions du serveur. Les satellites GPS envoient généralement des données que le récepteur disponible peut traduire clairement dans le champ de vision du satellite. La constellation GPS compte actuellement 28 satellites en orbite. Pour obtenir toutes les données en temps réel, il suffit au récepteur de les repérer simultanément.
Pour ce faire, le moyen le plus économique et le plus efficace serait d'accéder à un réseau mondial doté de stations de référence GPS. Ces stations servent de canal de données vers un serveur. Ce réseau peut prendre en charge n'importe quel nombre d'appareils A-GPS qui en ont besoin, où qu'ils soient. Mokosmart a développé et mis en œuvre ce réseau.
Ce réseau et ce serveur sont innovants : ils constituent un réseau entièrement redondant, doté de stations réparties dans le monde entier. Ainsi, chaque serveur GPS est détecté par au moins deux stations différentes à la fois.
Grâce à ce système, le serveur aura besoin de moins de mesures satellites pour calculer la position complète. Ce calcul est réalisé grâce à un modèle de terrain mondial, ce qui améliore la précision, même sur terrain vallonné. Il utilise des points discrets avec des grilles allant jusqu'à un milliard, offrant une précision jusqu'à 18 mètres de hauteur.
Grâce aux mesures de pseudo-distance GPS, le serveur n'a pas besoin d'horodatage GPS précis pour calculer la position. Il peut également fonctionner sur n'importe quel appareil, quel que soit son fabricant.
Il s'agit d'une nouvelle approche du GPS intérieur qui utilise des convolutions en temps réel de signaux GPS fonctionnant sur différents retards de code probables. Comment cela fonctionne-t-il ? Un récepteur GPS traditionnel ne peut surveiller qu'une seule puce à la fois pour détecter d'éventuels retards de code. Le récepteur doit scanner, puis acquérir le signal avant de pouvoir commencer le suivi.
Cette nouvelle conception élimine la nécessité de séparer les étapes de suivi et d'acquisition, car elle effectue des calculs en temps réel. Ces calculs traitent plus de 2000 XNUMX corrélateurs pour chaque satellite, ce qui permet une convolution complète en temps réel. Utilisée en extérieur, elle permet d'acquérir le signal presque instantanément. L'affaiblissement du signal en intérieur rend le suivi GPS classique très faible, mais cette nouvelle conception permettra une intégration continue même en cas d'affaiblissement du signal.
Des mesures supplémentaires doivent être prises pour optimiser les performances d'un GPS intérieur. Par exemple, une antenne devra être placée sur le toit de l'espace intérieur. Les points les plus élevés du bâtiment accueilleront l'antenne, qui sera connectée à un répéteur intérieur. Cette connexion sera rendue possible grâce à un câble coaxial d'alimentation servant à transporter le signal.
Le répéteur fonctionne comme un réémetteur du signal en intérieur. Il transmet le signal GPS en direct de l'extérieur d'une installation vers l'intérieur. Qu'il s'agisse d'un bâtiment ou d'une installation, l'espace clos offre une vue du ciel en temps réel. Cette vue en direct rend l'intérieur accessible à tout récepteur GPS présent.
Le GPS indoor est confronté à un défi majeur : le traitement des signaux faibles. Le premier aspect de ce défi est l'acquisition, le deuxième est la propagation par trajets multiples et le troisième est l'interaction entre signaux faibles et forts.
Acquisition: Le signal entrant peut être recherché selon deux dimensions : le retard du code et la fréquence Doppler. La recherche implique une valeur Doppler qui est convertie en la multipliant par le code CDMA du satellite, généré localement. Le retard étant variable, le processus est appelé « corrélation ». Les périodes d'intégration correspondent à des groupes de signaux entrants sur lesquels la recherche est effectuée. Lorsque les signaux sont faibles, la période de corrélation doit être prolongée afin d'améliorer le rapport signal/bruit au niveau du résultat.
Chemins multiples : Lors de l'utilisation d'un GPS en extérieur, les trajets multiples sont peu ou pas perceptibles. Les trajets multiples sont une réflexion du signal, une copie plus faible du signal direct et original en visibilité directe. Ce phénomène s'aggrave considérablement en intérieur. La réflexion peut être si importante qu'elle surpasse le signal direct en intérieur.
Interaction signal faible/fort : Ce problème survient lorsque le récepteur se bloque sur un pic d'intercorrélation ou un signal erroné, contrairement au pic d'autocorrélation du signal correct. Il est possible d'éviter ce problème en acquérant directement le signal fort et en le supprimant avant d'acquérir ensuite le signal faible.
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