A MOKOSmart oferece soluções de posicionamento interno de ponta a ponta. Nossos dispositivos integram BLE, Wi-Fi, LoRa, GPS e beacon para fornecer informações precisas de posicionamento e movimento com precisão submétrica de 2.5 cm.
GPS significa Sistema de Posicionamento Global. O termo GPS foi corretamente associado à determinação da localização de seus usuários. Quando alguém menciona GPS, você provavelmente pensa em quem ou o que está sendo localizado.
Da mesma forma, um GPS interno é definido como a localização de elementos selecionados em um espaço fechado – seja ele grande ou pequeno. O rastreamento GPS interno facilita o monitoramento ativo ou passivo da localização de unidades etiquetadas em uma instalação ou espaço interno.
Basicamente, o GPS interno funciona para localização, cronometragem, mapeamento e navegação de espaços internos, como shoppings, aeroportos e outras instalações.
Com o GPS interno, aqui estão alguns dos atributos que podem ser esperados. Esses recursos oferecem aos proprietários a capacidade de executar uma infinidade de funções com facilidade. Com eles disponíveis, os usuários poderão desfrutar dos inúmeros benefícios do GPS interno. Os recursos são:
Há uma variedade de vantagens que podem ser obtidas com o uso de módulos GPS internos. Essas vantagens variam desde as capacidades até a precisão que o GPS interno oferece. Algumas dessas vantagens são destacadas abaixo:
Quando surge a necessidade de localizar e gerenciar a localização de ativos, entre outras funções, um repetidor GPS interno pode ser muito útil. Sabemos que a tecnologia tradicional de satélite e o GPS não funcionam perfeitamente em espaços fechados e são consideravelmente imprecisos. Esses espaços incluem aeroportos, estacionamentos, prédios de vários andares, becos e outros locais subterrâneos.
E é aí que o GPS interno entra em ação. O fato de o GPS tradicional não ser eficiente em ambientes internos não significa que não seja crucial localizar com precisão os ativos também em ambientes internos.
Vastos espaços internos podem ser especialmente difíceis de atravessar, sem falar na localização ativa de ativos e pessoas. Mesmo com vários anos de experiência nesses espaços, não é incomum que pessoas ainda sejam jogadas e, às vezes, perdidas em muitos deles. Agora, considere ser um visitante e tentar se orientar sem a ajuda de um sistema infalível. Portanto, o GPS interno é uma grande ajuda para pessoas nos seguintes locais e funções:
A tecnologia de rastreamento interno varia de acordo com a preferência do usuário, o custo da unidade e a instalação. A tecnologia de rastreamento interno utiliza uma variedade de dispositivos que localizam objetos e pessoas onde o GPS e a tecnologia de satélite não são funcionais. As soluções de rastreamento interno incluem sinalização, sistemas de localização em tempo real (RTLS), localização de primeiros socorros e sistemas de gerenciamento de estoque.
Existem diversas tecnologias de rastreamento que, embora variadas, ajudam a determinar o posicionamento em ambientes internos. São elas:
Sistemas baseados em Bluetooth: Esta tecnologia é uma conexão sem fio, de baixa potência e alta velocidade, usada para conectar equipamentos móveis. Ela fornece conexão sem fio para vários dispositivos de rede em uma curta distância.
Sistemas de banda ultralarga: também conhecidos como sistemas UWB. Eles são capazes de facilitar a localização correta da posição em até 20 centímetros ou menos. Transmitem sinais de baixa potência que não perturbam outros espectros. Utilizam uma onda especial no espectro de rádio, diferente dos rádios da polícia ou de celulares.
Sistemas RFID: sistemas de identificação por radiofrequência RFID para portas de estandes que utilizam ondas de rádio para transferir dados. Os dados são codificados em etiquetas ou tags inteligentes RFID, o que os torna mais vantajosos do que a tecnologia de rastreamento de ativos por código de barras.
Sistemas infravermelhos: Neste sistema, um objeto que emite constantemente sinais infravermelhos é acoplado ao corpo rastreado. A CPU é capaz de calcular a posição do sinal emitido por meio de triangulação e da direção do receptor.
Sistemas baseados em Wi-Fi: Este é um método simples pelo qual a localização pode ser rastreada com o uso de Wi-Fi. Uma etiqueta Wi-Fi transfere dados do beacon para vários pontos de acesso. Em seguida, o servidor de localização coleta os registros de data e hora e traduz os dados do ponto de acesso e as informações do registro de data e hora em uma localização.
Tecnologia Zigbee: utiliza um RSSI, abreviação de "indicador de intensidade do sinal recebido". A tecnologia de sensor sem fio Zigbee utiliza RSSI, o que a torna eficaz na determinação de posicionamento em ambientes internos e LBS (serviços baseados em localização). O uso de um banco de dados de impressões digitais pode ser usado para calcular a posição de uma pessoa em ambientes internos.
Tecnologia Beacon: Esta tecnologia utiliza pequenos transmissores BLE sem fio para enviar sinais a receptores próximos. Com este sistema, a interação e o posicionamento baseados em localização podem ser determinados com precisão e facilidade.
Tecnologia de ultrassom: Esta tecnologia utiliza um sistema de ultrassom capaz de rastrear a posição do corpo emissor. Sensores de ultrassom são empregados para rastrear a posição do sinal de ultrassom.
O Sistema de Posicionamento Global funciona inicialmente adquirindo sinais de satélite, que são usados para calcular uma posição. A incerteza de frequência que acompanha o cálculo da posição é de cerca de ±4.2 kHz em relação ao sinal GPS observado. O GPS utiliza correlação para detectar o sinal. O sinal de pico torna-se inexistente caso a frequência do atraso do código esteja incorreta. A busca do sinal é realizada em intervalos de atraso e frequência de código variáveis, conhecidos como bins.
Em essência, um receptor é capaz de determinar a localização ao avaliar a distância entre o satélite em uso e você. Para que sua localização seja determinada em três dimensões, você precisará de no mínimo quatro satélites. E sua localização é obtida utilizando o relógio atômico do satélite, que multiplica a taxa do sinal. Um satélite determina a taxa do sinal de tempo, enquanto três satélites são responsáveis por obter as coordenadas x, y e z.
Em termos mais simples, os sinais de satélites que orbitam a Terra são transmitidos para a superfície terrestre a cerca de 20,000 km de distância. É óbvio que, devido à distância, a perda de espaço livre reduzirá a potência do sinal. É por isso que os sinais de GPS comuns não são confiáveis em espaços fechados ou internos, pois a perda de sinal se torna ainda maior. É por isso que repetidores GPS internos são utilizados para sistemas de posicionamento GPS internos.
Para que um GPS funcione corretamente, é necessário um tipo especial de antena. A antena GPS tradicional utilizada como receptor é circular e funciona como um patch de microfita polarizado. Ela opera na banda L1 de 1575 MHz. É bem pequena, com dimensões de 25 mm x 25 mm devido à constante dielétrica do material do substrato (Ɛr = 25). Essencialmente, a antena é um metal condutor que se torna eletricamente ativo quando atingido por uma onda eletromagnética.
A combinação de múltiplos subcomponentes do sistema ativa o sistema. Ele contém diferentes componentes eletrônicos que atendem aos objetivos do GPS, como ler sinais relevantes e filtrar os indesejados. Em sua forma mais básica, o sistema integrado incorporaria um decodificador de sinal, um filtro e uma saída de comunicação.
Um sistema precisa ser capaz de transferir informações entre seus múltiplos componentes com o objetivo de atingir um objetivo. Portanto, o protocolo de comunicação é implementado de forma que múltiplas entidades estejam envolvidas no GPS. O protocolo de comunicação informa o sistema final ou usuário. Um exemplo é um protocolo que recupera um formato de informação contendo a qualidade do sinal, coordenadas e velocidade.
O hardware (componentes físicos) do IPS compõe o sistema GPS interno como um todo. Esses componentes são:
Conforme mencionado anteriormente sobre antenas, isso é obtido a partir do GPS tradicional com patch. É composto por um refletor cônico de alumínio que ajuda a aumentar a direção ou o posicionamento.
Este componente de hardware do IPS utiliza alguns amplificadores de baixo ruído que são capazes de reduzir sons altos.
Isso é útil quando há perda de sinal e calcula o quão benéfico o amplificador é no sistema GPS interno.
Trata-se da capacidade de uma rede GPS de funcionar de forma otimizada em ambientes internos e da função de cálculo de posições do servidor. Os satélites GPS geralmente enviam dados que podem ser traduzidos pelo receptor disponível com clareza na linha de visão do satélite. A constelação GPS conta atualmente com 28 satélites em órbita. Para obter todos os dados em tempo real, um receptor precisa apenas avistar todos os 28 satélites em órbita simultaneamente.
Para isso, a maneira mais barata e eficiente seria acessar uma rede mundial com estações de referência GPS. Essas estações de referência GPS funcionam como um canal de dados para um servidor. Essa rede pode atender a qualquer quantidade de dispositivos A-GPS que precisem dela, de qualquer lugar. A Mokosmart desenvolveu e implementou essa rede.
O que torna esta rede e servidor inovadores é: constitui uma rede completamente redundante com estações espalhadas pelo mundo todo. Isso significa que cada servidor GPS é "visto" por, no mínimo, duas estações diferentes a qualquer momento.
Com este sistema, o servidor precisará de menos medições de satélite para calcular a posição completa. Isso é feito por um modelo de terreno global, que ajuda a melhorar a precisão mesmo em terrenos ondulados. Ele utiliza pontos discretos com grades de até um bilhão de unidades, que oferecem precisão de até 18 metros de altura.
O servidor não precisa de marcadores de tempo GPS precisos para calcular a posição devido às medições de pseudodistância do GPS. Ele também pode funcionar em qualquer dispositivo, independentemente do fabricante.
Esta é uma nova abordagem para GPS interno que utiliza convoluções em tempo real de sinais de GPS funcionando em uma variedade de possíveis atrasos de código. Como isso funciona? Um receptor GPS tradicional pode monitorar apenas um chip por vez, em busca de possíveis atrasos de código. O receptor precisará escanear e, em seguida, adquirir o sinal antes que o rastreamento possa começar.
Este novo design elimina a necessidade de etapas separadas de rastreamento e aquisição, pois realiza cálculos em tempo real. Esses cálculos processam mais de 2000 correlacionadores para cada satélite, permitindo calcular uma convolução completa em tempo real. Quando usado em ambientes externos, ele pode adquirir o sinal quase instantaneamente. O desvanecimento presente em ambientes internos torna o rastreamento GPS comum muito fraco, mas este novo design permitirá integração contínua mesmo com um sinal de desvanecimento.
Medidas adicionais devem ser tomadas para obter o máximo de resultados com um GPS interno. Por exemplo, uma antena deverá ser instalada no telhado do espaço interno. Os pontos mais altos do edifício receberão a antena, que será conectada a um repetidor interno. Essa conexão será possível por meio do uso de um cabo coaxial de alimentação para transportar o sinal.
O repetidor funciona como um reirradiador para o sinal no ambiente interno. O repetidor GPS transmite o sinal GPS ao vivo do exterior de uma instalação para o interior. Seja um edifício comum ou uma instalação, o espaço fechado poderá fornecer uma visão do céu em tempo real. Essa visão do céu ao vivo tornará o ambiente interno acessível a qualquer receptor GPS no ambiente.
Existe basicamente um grande desafio para o GPS em ambientes internos: o processamento de sinais fracos. O primeiro aspecto desse desafio é a aquisição, o segundo é o multipercurso e o terceiro é a interação entre sinais fracos e fortes.
Aquisição: O sinal de entrada pode ser pesquisado em duas dimensões, que envolvem o atraso do código e a frequência Doppler. A pesquisa envolve um valor Doppler que é convertido para baixo, multiplicando-o pelo código CDMA do satélite, gerado localmente. O atraso é variado; portanto, o processo é chamado de "correlação". Períodos de integração são grupos de sinais de entrada nos quais a pesquisa é realizada. Quando os sinais são fracos, o período de correlação precisa ser estendido para que a relação sinal-ruído no resultado seja melhorada.
Caminho múltiplo: Quando o GPS é usado em ambientes externos, a multipercurso é percebida apenas moderadamente, ou mesmo inexistente. A multipercurso é um reflexo desse produto, uma cópia mais fraca do sinal direto e original da linha de visão. Essa ocorrência se agrava consideravelmente quando o GPS é usado em ambientes internos. A reflexão pode ser tão ruim que supera o sinal direto quando usado em ambientes internos.
Interação de sinal fraco/forte: Esta é uma situação que ocorre quando o receptor se fixa em um pico de correlação cruzada ou em um sinal errado, em oposição ao pico de autocorrelação do sinal correto. É possível evitar isso quando o sinal forte é adquirido diretamente e removido antes da aquisição subsequente do sinal fraco.
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