GPS per interni

MOKOSmart fornisce soluzioni di posizionamento indoor edge to edge. I nostri dispositivi integrano BLE, Wifi, LoRa, GPS, e beacon per fornire informazioni accurate sul posizionamento e sul movimento con una precisione inferiore al metro di 2.5 centimetro.

Cos'è il GPS per interni??

GPS sta per Global Positioning System. Il termine GPS è stato correttamente collegato alla determinazione della posizione dei suoi utenti. Quando qualcuno ti parla del GPS, molto probabilmente considererai chi o cosa viene localizzato.

allo stesso modo, un GPS indoor è definito come la posizione di elementi selezionati in uno spazio chiuso – o grande o piccolo. Il tracciamento GPS interno facilita il monitoraggio attivo o passivo della posizione delle unità contrassegnate in una struttura o in uno spazio interno.

Essenzialmente, funzioni GPS interne per la posizione, tempismo, Mappatura, e navigazione di spazi interni come centri commerciali, aeroporti, e altre strutture.

Prodotti

H2

Faro di navigazione per interni

H2A

Posizione Beacon

M2

Beacon di asset traking

Caratteristiche

Con GPS interno, ecco alcuni degli attributi che ci si può aspettare. Queste caratteristiche offrono ai proprietari la possibilità di svolgere una pletora di funzioni con facilità. Con questi disponibili, l'utente e gli utenti potranno godere dei numerosi vantaggi maturati con il GPS indoor. Le caratteristiche sono;

  • Possibilità di accedere alla navigazione offline
  • Elevata capacità di risparmio della batteria
  • Facilmente accessibile
  • Mantieni privati ​​i tuoi dati personali
  • Può essere facilmente rilevato dai Beacons
  • I dati possono essere salvati in modo durevole
  • Alta precisione
  • Il segnale può essere ricevuto continuamente

vantaggi

Ci sono una serie di vantaggi che si possono godere utilizzando i moduli GPS per interni. Questi vantaggi variano dalle capacità al vantaggio che ci offre la precisione del GPS indoor. Alcuni di questi vantaggi sono evidenziati di seguito;

  • La gestione della struttura è migliorata
  • Offre un'edizione amichevole pensata per i non vedenti
  • Utenti e clienti possono essere compresi meglio
  • Il funzionamento può essere reso più efficiente
  • Fornisce una posizione molto accurata e massimizza il coordinamento dello spazio
  • È intrattabile, leggero, e scalabile
  • Facilita il monitoraggio in tempo reale
  • Inestimabile per il monitoraggio delle risorse
  • La gestione e la pianificazione degli eventi sono convenienti
  • Può utilizzare il WiFi

Applicazione

Quando sorge la necessità di localizzare e gestire la posizione dei beni tra le altre funzioni, un ripetitore GPS per interni può essere molto utile. Sappiamo che la tecnologia satellitare tradizionale e il GPS non funzionano in modo ottimale in spazi chiusi e sono notevolmente imprecisi. Questi spazi includono gli aeroporti, garage, edifici a più piani, vicoli, e altri luoghi sotterranei.
Ed è qui che entra in gioco il GPS indoor. Il fatto che il GPS tradizionale non sia efficiente all'interno non significa che non sia fondamentale individuare la posizione delle risorse anche all'interno.

Chi può trarre vantaggio dal GPS per interni??

Ampi spazi interni possono essere particolarmente difficili da attraversare parlare meno di localizzare attivamente beni e individui. Anche con diversi anni di esperienza in questi spazi, non è raro che le persone vengano ancora scaraventate e talvolta perse in molti di questi spazi. Ora considera di essere un visitatore e di provare a navigare senza l'aiuto di un sistema infallibile. Perciò, il GPS indoor è di grande aiuto per le persone nei seguenti luoghi e funzioni;

Tipi di tecnologia di tracciamento indoor

La tecnologia di tracciamento indoor varia in base alle preferenze dell'utente, costo dell'unità, e installazione. La tecnologia di localizzazione indoor utilizza una serie di dispositivi che individuano oggetti e persone in cui il GPS e la tecnologia satellitare non sono funzionanti. Le soluzioni di localizzazione indoor sono dotate di wayfinding, sistemi di localizzazione in tempo reale(RTLS), posizione del primo soccorritore, e sistemi di gestione dell'inventario.

Esistono numerose tecnologie di tracciamento che sono varie ma aiutano a determinare il posizionamento all'interno. Questi sono;

Sistemi basati su Bluetooth: Questa tecnologia è un wireless, a bassa potenza, e collegamento ad alta velocità utilizzato per collegare apparecchiature mobili. Fornisce una connessione wireless per più dispositivi di rete a breve distanza.

Sistemi a banda ultra larga: Questi sono anche conosciuti come sistemi UWB. Sono in grado di facilitare la posizione della posizione corretta fino a 20 centimetri o meno. Trasmettono segnali a bassa potenza che non disturbano altri spettri. Utilizza un'onda speciale nello spettro radio diverso dalle radio della polizia o dei telefoni cellulari.

Sistemi RFID: Sistemi di identificazione a radiofrequenza della porta dello stand RFID che utilizzavano le onde radio per trasferire i dati. I dati sono codificati nelle etichette o tag intelligenti RFID, il che lo rende più vantaggioso della tecnologia di tracciamento delle risorse con codice a barre.

Sistemi infrarossi: In questo sistema, un oggetto che emette costantemente segnali infrarossi è attaccato al corpo tracciato. La CPU è in grado di calcolare la posizione del segnale emesso con l'uso della triangolazione e la direzione del ricevitore.

Sistemi basati su WiFi: Questo è un metodo semplice con cui è possibile monitorare la posizione con l'uso del WiFi. Un tag WiFi trasferisce i dati del beacon a vari punti di accesso. Dopo il quale, il server di posizione raccoglie i timestamp e traduce i dati del punto di accesso e le informazioni sul timestamp in una posizione.

Tecnologia Zigbee: Questo utilizza un RSSI che è l'abbreviazione di "indicatore di potenza del segnale ricevuto"." La tecnologia del sensore wireless Zigbee utilizza RSSI, che lo rende efficace nel determinare il posizionamento indoor e LBS (servizi basati sulla posizione). L'uso del database delle impronte digitali può essere utilizzato per calcolare la posizione di un individuo all'interno.

Tecnologia beacon: Questa tecnologia utilizza l'uso di piccoli trasmettitori BLE wireless per inviare segnali ai ricevitori nelle vicinanze. Con questo sistema, l'interazione e il posizionamento basati sulla posizione possono essere determinati con precisione e facilità.

Tecnologia ad ultrasuoni: Questa tecnologia utilizza un sistema ad ultrasuoni in grado di tracciare la posizione del corpo emittente. I sensori a ultrasuoni sono impiegati per tracciare la posizione del segnale a ultrasuoni.

Come funziona il GPS??

Il sistema di posizionamento globale funziona acquisendo inizialmente segnali satellitari che vengono utilizzati per calcolare una posizione. L'incertezza di frequenza che accompagna un calcolo della posizione è di circa ±4,2 kHz dal segnale GPS osservato. Il GPS utilizza la correlazione per rilevare il segnale. Il segnale di picco diventa inesistente nel caso in cui la frequenza del ritardo del codice sia errata. La ricerca del segnale viene eseguita su code-delay e frequenza variabili, noto come bidoni.

In sostanza, un ricevitore è in grado di individuare la posizione in quanto valuta la distanza tra il satellite in uso e te. Per la tua posizione da determinare in 3 dimensioni, ti servirà un minimo di 4 satelliti. E la tua posizione è ottenuta utilizzando l'orologio atomico nel satellite che moltiplica la velocità del segnale. Un satellite determina la velocità del segnale orario, mentre tre dei satelliti servono per ottenere la x, e, e coordinate z.

In termini riconoscibili, i segnali dei satelliti in orbita attorno alla terra vengono trasmessi alla superficie terrestre a circa 20.000 km di distanza. È ovvio che a causa della distanza, la perdita di spazio libero ridurrà il livello di potenza del segnale. Questo è il motivo per cui i normali segnali GPS non possono essere affidabili in spazi chiusi o interni perché la perdita di segnale diventa ancora maggiore. Ecco perché i ripetitori GPS per interni vengono utilizzati per i sistemi di posizionamento GPS per interni.

Antenna

Affinché un GPS funzioni correttamente, c'è bisogno di un tipo speciale di antenna. L'antenna GPS tradizionale utilizzata come ricevitore è circolare e funziona come una patch a microstriscia polarizzata. Funziona in una banda L1 di 1575 MHz. È piuttosto piccolo, avente una dimensione di 25 mm x 25 mm a causa della costante dielettrica del materiale del substrato (=r = 25). Essenzialmente, l'antenna è un metallo conduttivo che diventa elettricamente attivo quando viene colpito da un'onda elettromagnetica.

Sistema integrato

La combinazione di più sottocomponenti del sistema determina l'attivazione del sistema. Contiene diverse elettroniche che perseguono gli obiettivi del GPS, come leggere i segnali rilevanti e escludere quelli indesiderati. Nella forma più elementare, il sistema integrato incorporerebbe un decodificatore di segnale, un filtro, e un'uscita di comunicazione.

Protocollo di comunicazione

Un sistema deve essere in grado di trasferire informazioni tra le sue molteplici componenti con l'obiettivo di raggiungere un obiettivo. Perciò, il protocollo di comunicazione è messo in atto in modo che più entità siano coinvolte nel GPS. Il protocollo di comunicazione informa il sistema finale o l'utente. Un esempio è un protocollo che recupera un formato di informazioni contenente la qualità del segnale, coordinate, e velocità.

Hardware del sistema di posizionamento interno

L'hardware (componenti fisici) dell'IPS costituisce l'intero sistema GPS indoor. Questi componenti sono:

L'antenna GPS direzionale

Proprio come affermato in precedenza sulle antenne, questo è ottenuto dal tradizionale GPS patchato. È costituito da un riflettore conico in alluminio che aiuta ad aumentare la direzione o il posizionamento.

Amplificatori a basso rumore

Questo componente hardware per l'IPS utilizza alcuni amplificatori a basso rumore in grado di ridurre i suoni forti.

Risarcimento danni interni

Questo è utile quando c'è una perdita di segnale, e calcola quanto sia vantaggioso l'amplificatore nel sistema GPS indoor.

Implementazione della rete mondiale

Questa è la capacità di una rete GPS di funzionare in modo ottimale all'interno e la funzione di calcolo del server per le posizioni. I satelliti GPS di solito inviano dati che possono essere tradotti dal ricevitore disponibile chiaramente alla vista del satellite. La costellazione GPS presenta attualmente una serie di 28 satelliti in orbita. Per ottenere tutti i dati in tempo reale, un ricevitore deve solo vedere tutto 28 satelliti in orbita contemporaneamente.

Per farlo, il modo più economico ed efficiente sarebbe quello di accedere a una rete mondiale con stazioni di riferimento GPS. Queste stazioni di riferimento GPS fungono da canale dati verso un server. Questa rete può occuparsi di qualsiasi quantità di dispositivi A-GPS che potrebbero averne bisogno e da qualsiasi luogo. Mokosmart ha sviluppato questa rete e l'ha implementata.

Ciò che rende questa rete e questo server innovativi sono:Costituisce una rete completamente ridondante con stazioni in tutto il mondo. Questo è così che ogni server GPS è “visto” da un minimo di due stazioni diverse in un dato momento.

Con questo sistema, il server avrà bisogno di meno misurazioni satellitari per calcolare completamente la posizione. Questo viene fatto da un modello di terreno mondiale, che aiuta a migliorare la precisione anche con terreno ondulato. Utilizza punti discreti con griglie numerate fino a un miliardo che offrono una precisione fino a 18 metri di altezza.

Il server non necessita di tag temporali GPS precisi per calcolare la posizione a causa delle misurazioni dello pseudorange GPS. Può anche funzionare su qualsiasi dispositivo, indipendentemente dal produttore.

Approccio all'elaborazione dell'hardware GPS per interni

Questo è un nuovo approccio al GPS indoor che utilizza le convoluzioni in tempo reale dei segnali GPS funzionanti su una varietà di probabili ritardi del codice. Come funziona? Un ricevitore GPS tradizionale può monitorare un solo chip per un possibile ritardo del codice alla volta. Il ricevitore dovrà scansionare, quindi acquisire il segnale prima che il tracciamento possa iniziare.
Questo nuovo design elimina la necessità di fasi di tracciamento e acquisizione separate perché esegue calcoli in tempo reale. Questi calcoli procedono oltre 2000 correlatori per ogni satellite, facendolo calcolare un completo, convoluzione in tempo reale. Se utilizzato all'aperto, può acquisire il segnale in maniera quasi istantanea. Lo sbiadimento presente negli spazi interni rende molto debole il tracciamento GPS regolare, ma questo nuovo design consentirà un'integrazione continua anche con un segnale in dissolvenza.

Approccio all'elaborazione dell'hardware GPS per interni

Ulteriori misure dovrebbero essere prese per ottenere il meglio da un GPS indoor per ottenere risultati. Per esempio, un'antenna dovrà essere posizionata sul tetto dello spazio interno. I punti più alti dell'edificio terranno l'antenna, che sarà collegato a un ripetitore interno. Questa connessione sarà resa possibile impiegando un cavo di alimentazione coassiale utilizzato per trasportare il segnale.

La funzione ripetitore come ri-radiatore per il segnale nell'ambiente interno. Il ripetitore GPS trasmette il segnale GPS in tempo reale dall'esterno di una struttura all'interno. Che si tratti di un normale edificio o di una struttura; lo spazio chiuso sarà in grado di fornire una vista del cielo in tempo reale. Questa vista dal vivo del cielo renderà l'interno accessibile a qualsiasi ricevitore GPS nell'ambiente.

Approccio all'elaborazione dell'hardware GPS per interni

Fondamentalmente c'è una grande sfida per il GPS indoor, ed è un'elaborazione del segnale debole. Il primo aspetto di questa sfida è l'acquisizione, il secondo è multipath, e il terzo è l'interazione del segnale debole/forte.

Acquisizione: Il segnale in ingresso può essere ricercato in due dimensioni che comportano ritardo del codice e frequenza Doppler. La ricerca implica un valore Doppler che viene convertito moltiplicandolo per il codice CDMA del satellite generato localmente. Il ritardo è vario; quindi il processo è indicato come “correlare.” I periodi di integrazione sono gruppi di segnali in entrata su cui viene eseguita la ricerca. Quando i segnali sono deboli, il periodo di correlazione deve essere esteso in modo che il rapporto segnale-rumore al risultato sia migliorato.

multipercorso: Quando il GPS esterno è in uso, il multipath è sperimentato solo leggermente, se non del tutto. Multipath è un riflesso di quel prodotto, una copia più debole del segnale in linea di vista diretto e originale. Questo evento peggiora notevolmente quando il GPS viene utilizzato in ambienti chiusi. Il riflesso potrebbe essere così grave da superare il segnale diretto se utilizzato in ambienti interni.

Interazione segnale debole/forte: Questa è una situazione che si verifica quando il ricevitore si aggancia a un picco di correlazione incrociata o un segnale sbagliato rispetto al picco di autocorrelazione del segnale giusto. Evitarlo è possibile quando il segnale forte viene acquisito e rimosso direttamente prima di acquisire successivamente il segnale debole.