GPS de interior

MOKOSmart oferă soluții de poziționare în interior la margine la margine. Dispozitivele noastre integrează BLE, Wifi, LoRa, GPS, și far pentru a oferi informații precise privind poziționarea și mișcarea cu o precizie sub-metru 2.5 cm.

Ce este GPS-ul interior?

GPS înseamnă Global Positioning System. Termenul GPS a fost corect legat de determinarea locației utilizatorilor săi. Când cineva îți menționează GPS-ul, cel mai probabil veți lua în considerare cine sau ce este localizat.

În mod similar, un GPS de interior este definit ca locația elementelor selectate într-un spațiu închis – fie mari, fie mici. Urmărirea GPS în interior facilitează monitorizarea activă sau pasivă a locației unităților etichetate într-o unitate sau spațiu interior.

In esenta, Funcții GPS de interior pentru locație, sincronizare, cartografiere, și navigarea în spații interioare precum mall-urile, aeroporturi, si alte facilitati.

Produse

H2

Far de navigație interioară

H2A

Location Beacon

M2

Semnalizator de activare a activelor

Caracteristici

Cu GPS interior, iată câteva dintre atributele la care se poate aștepta. Aceste caracteristici oferă proprietarilor posibilitatea de a efectua o multitudine de funcții cu ușurință. Cu acestea disponibile, utilizatorul se va putea bucura de numeroasele beneficii acumulate cu GPS-ul interior. Caracteristicile sunt;

  • Posibilitatea de a accesa navigarea offline
  • Capacitate mare de economisire a bateriei
  • Ușor accesibil
  • Păstrați datele personale private
  • Poate fi detectat cu ușurință de către Beacons
  • Datele pot fi salvate durabil
  • Rată de precizie ridicată
  • Semnalul poate fi primit continuu

Avantaje

Există o varietate de avantaje de care se pot bucura folosind module GPS de interior. Aceste avantaje variază de la capacități până la avantajul absolut pe care ni-l oferă precizia GPS în interior. Unele dintre aceste avantaje sunt evidențiate mai jos;

  • Managementul unității este îmbunătățit
  • Oferă o ediție prietenoasă destinată persoanelor cu deficiențe de vedere
  • Utilizatorii și clienții pot fi mai bine înțeleși
  • Operarea poate fi eficientizată
  • Oferă o locație foarte precisă și maximizează coordonarea spațiului
  • Este insolubil, ușoară, și scalabil
  • Facilitează monitorizarea în direct
  • Neprețuit pentru urmărirea activelor
  • Managementul și programarea evenimentelor sunt convenabile
  • Poate utiliza WiFi

Cerere

Când apare necesitatea de a localiza și gestiona locația activelor, printre alte funcții, un repetor GPS de interior poate fi foarte util. Știm că tehnologia tradițională prin satelit și GPS-ul nu funcționează optim în spații închise și sunt considerabil inexacte. Aceste spații includ aeroporturi, garaje de parcare, clădiri cu mai multe etaje, alei, și alte locații subterane.
Și aici intervine GPS-ul de interior. Faptul că GPS-ul tradițional nu este eficient în interior nu înseamnă că nu este esențial să identificați locația activelor în interior..

Cine poate beneficia de GPS de interior?

Spațiile interioare vaste pot fi deosebit de dificil de străbătut, vorbind mai puțin despre localizarea activă a activelor și a persoanelor. Chiar și cu câțiva ani de experiență în aceste spații, nu este neobișnuit ca oamenii să fie încă aruncați și uneori să se piardă în multe dintre aceste spații. Acum ia în considerare să fii un vizitator și să încerci să navighezi fără ajutorul unui sistem sigur. Prin urmare, GPS-ul de interior este de mare ajutor pentru oamenii din următoarele locuri și funcții;

Tipuri de tehnologie de urmărire în interior

Tehnologia de urmărire în interior variază ca urmare a preferințelor utilizatorului, costul unității, si instalare. Tehnologia de urmărire în interior utilizează o serie de dispozitive care localizează obiecte și oameni în care tehnologia GPS și prin satelit nu sunt funcționale. Soluțiile de urmărire interioară includ orientare, sisteme de localizare în timp real(RTLS), locația primului răspuns, și sisteme de management al stocurilor.

Există o serie de tehnologii de urmărire care sunt variate, dar ajută la determinarea poziționării în interior. Acestea sunt;

Sisteme bazate pe Bluetooth: Această tehnologie este wireless, cu putere redusă, și legătura de mare viteză folosită pentru conectarea echipamentelor mobile. Oferă o conexiune fără fir pentru mai multe dispozitive de rețea pe o distanță scurtă.

Sisteme cu bandă ultra-largă: Acestea sunt cunoscute și ca sisteme UWB. Ele sunt capabile să faciliteze poziționarea corectă până la 20 centimetri sau mai puțin. Ele transmit semnale de putere redusă care nu perturbă alte spectre. Utilizează o undă specială în spectrul radio diferit de radiourile poliției sau ale telefoanelor mobile.

Sisteme RFID: Sisteme de identificare prin radiofrecvență pentru ușă cu suport RFID care au folosit unde radio pentru a transfera date. Datele sunt codificate în etichetele sau etichetele inteligente RFID, ceea ce o face mai avantajoasă decât tehnologia de urmărire a activelor cu coduri de bare.

Sisteme cu infraroșu: În acest sistem, un obiect care emite constant semnale infraroșu este atașat corpului urmărit. CPU este capabil să calculeze poziția semnalului emis cu ajutorul triangulației și a direcției receptorului.

Sisteme bazate pe WiFi: Aceasta este o metodă simplă prin care locația poate fi urmărită folosind WiFi. O etichetă WiFi transferă datele semnalizatoarelor către diferite puncte de acces. După care, serverul de locație adună marcajele de timp și traduce datele punctului de acces și informațiile de marcare temporală într-o locație.

Tehnologia Zigbee: Acesta utilizează un RSSI care este abrevierea „indicatorului de putere a semnalului primit." Tehnologia senzorului wireless Zigbee folosește RSSI, ceea ce îl face eficient în determinarea poziționării în interior și a LBS (servicii bazate pe localizare). Utilizarea bazei de date a amprentelor poate fi utilizată pentru a calcula poziția unui individ în interior.

Tehnologia Beacon: Această tehnologie folosește utilizarea unor emițătoare BLE fără fir mici pentru a trimite semnale către receptoarele din apropiere. Cu acest sistem, interacțiunea și poziționarea bazate pe locație pot fi determinate cu precizie și ușor.

Tehnologia cu ultrasunete: Această tehnologie utilizează un sistem cu ultrasunete care este capabil să urmărească poziția corpului emițător. Senzorii cu ultrasunete sunt folosiți pentru a urmări poziția semnalului cu ultrasunete.

Cum funcționează GPS-ul?

Sistemul de poziționare globală funcționează prin achiziționarea inițială a semnalelor de satelit care sunt utilizate pentru a calcula o poziție. Incertitudinea de frecvență care însoțește un calcul de poziție este de aproximativ ±4,2 kHz de la semnalul GPS observat. GPS utilizează corelația pentru a detecta semnalul. Semnalul de vârf devine inexistent în cazul în care frecvența întârzierii codului este greșită. Căutarea semnalului este efectuată pe diferite întârzieri de cod și frecvență, cunoscut sub numele de pubele.

În esență, un receptor este capabil să identifice locația, deoarece evaluează distanța dintre satelitul utilizat și dvs. Pentru ca locația dvs. să fie determinată în 3 dimensiuni, vei avea nevoie de un minim de 4 sateliți. Iar locația ta este obținută utilizând ceasul atomic din satelit care înmulțește rata semnalului. Un satelit determină rata semnalului de timp, în timp ce trei dintre sateliți sunt pentru obținerea x, și, și coordonatele z.

În termeni relatabili, semnalele de la sateliții care orbitează Pământul sunt transmise la suprafața pământului la aproximativ 20.000 km distanță. Este evident că din cauza distanței, pierderea spațiului liber va reduce nivelul de putere al semnalului. Acesta este motivul pentru care semnalele GPS obișnuite nu pot fi de încredere în spații închise sau interioare, deoarece pierderea semnalului devine și mai mare.. De aceea, repetoarele GPS de interior sunt utilizate pentru sistemele de poziționare GPS de interior.

Antenă

Pentru ca un GPS să funcționeze corect, este nevoie de un tip special de antenă. Antena GPS tradițională care este utilizată ca receptor este circulară și funcționează ca un plasture microbandă polarizat. Funcționează la o bandă L1 de 1575 MHz. Este destul de mic, având o dimensiune de 25 mm x 25 mm din cauza constantei dielectrice a materialului substratului (=r = 25). In esenta, antena este un metal conductiv care devine activ electric atunci când este lovit cu o undă electromagnetică.

Sistem integrat

Combinația mai multor sub-componente a sistemului face acest lucru pentru a activa sistemul. Conține diferite componente electronice care urmăresc obiectivele GPS-ului, cum ar fi citirea semnalelor relevante și eliminarea celor nedorite. În forma cea mai elementară, sistemul integrat ar include un decodor de semnal, un filtru, și o ieșire de comunicații.

Protocol de comunicare

Un sistem trebuie să fie capabil să transfere informații între multiplele sale componente cu scopul de a atinge un scop. Prin urmare, protocolul de comunicare este pus în aplicare astfel încât mai multe entități să fie implicate în GPS. Protocolul de comunicare informează sistemul final sau utilizatorul. Un exemplu este un protocol care preia un format de informații care conține calitatea semnalului, coordonate, si viteza.

Hardware al sistemului de poziționare în interior

Hardware-ul (componente fizice) din IPS alcătuiește sistemul GPS de interior ca întreg. Aceste componente sunt:

Antena GPS direcțională

Așa cum am spus mai devreme despre antene, aceasta este obținută de la GPS-ul tradițional corelat. Este alcătuit dintr-un reflector conic din aluminiu care ajută la creșterea direcției sau poziționării.

Amplificatoare cu zgomot redus

Această componentă hardware pentru IPS folosește câteva amplificatoare cu zgomot redus care sunt capabile să reducă sunetele puternice..

Compensarea pierderilor interioare

Acest lucru este util atunci când există o pierdere a semnalului, și calculează cât de benefic este amplificatorul în sistemul GPS de interior.

Implementarea rețelei la nivel mondial

Aceasta este capacitatea unei rețele GPS de a funcționa optim în interior și funcția de calcul a serverului pentru poziții. Sateliții GPS trimit de obicei date care pot fi traduse de receptorul disponibil în mod clar în vederea satelitului. Constelația GPS prezintă în prezent un număr de 28 sateliți pe orbită. Pentru a obține toate datele live, un receptor trebuie doar să vadă totul 28 sateliți pe orbită în același timp.

Pentru a face acest lucru, cea mai ieftină și eficientă modalitate ar fi să accesezi o rețea mondială având stații de referință GPS. Aceste stații de referință GPS acționează ca o conductă de date către un server. Această rețea poate prelua orice număr de dispozitive A-GPS care ar putea avea nevoie de ea și de oriunde. Mokosmart a dezvoltat această rețea și a implementat-o.

Ceea ce face ca această rețea și server să fie inovatoare sunt:Constituie o rețea complet redundantă, având stații pe tot globul. Acest lucru este astfel încât fiecare server GPS să fie “văzut” de cel puțin două stații diferite la un moment dat.

Cu acest sistem, serverul va avea nevoie de mai puține măsurători prin satelit pentru a calcula poziția complet. Acest lucru este realizat de un model de teren la nivel mondial, care ajută la îmbunătățirea preciziei chiar și în cazul terenurilor ondulate. Utilizează puncte discrete cu grile de până la un miliard care oferă precizie de până la 18 metri înălțime.

Serverul nu are nevoie de etichete de timp GPS precise pentru a calcula poziția din cauza măsurătorilor GPS pseudorange. De asemenea, poate funcționa pe orice dispozitiv, indiferent de producator.

Abordarea procesării hardware GPS pentru interior

Aceasta este o abordare nouă a GPS-ului de interior care utilizează convoluții live ale semnalelor GPS care funcționează peste o varietate de întârzieri probabile de cod.. Cum funcţionează asta? Un receptor GPS tradițional poate monitoriza un singur cip pentru o posibilă întârziere a codului la un moment dat. Receptorul va trebui să scaneze, apoi obțineți semnalul înainte de a începe urmărirea.
Acest nou design elimină necesitatea unor etape separate de urmărire și achiziție, deoarece efectuează calcule în direct. Aceste calcule se procesează 2000 corelatori pentru fiecare satelit, făcându-l să calculeze un complet, convoluție în timp real. Când este folosit în aer liber, poate dobândi semnalul într-o manieră aproape instantanee. Decolorarea prezentă în spațiile interioare face ca urmărirea GPS obișnuită să fie foarte slabă, dar acest nou design va permite integrarea continuă chiar și cu un semnal care se estompează.

Abordarea procesării hardware GPS pentru interior

Ar trebui luate măsuri suplimentare pentru a obține cele mai bune rezultate de la un GPS de interior pentru a obține rezultate. De exemplu, va trebui amplasată o antenă pe acoperișul spațiului interior. Cele mai înalte puncte din clădire vor susține antena, care va fi conectat la un repetor interior. Această conexiune va fi posibilă prin folosirea unui cablu de alimentare coaxial utilizat pentru transportul semnalului.

Repeatorul funcționează ca un re-radiator pentru semnalul în mediul interior. Repeatorul GPS transmite semnal GPS live din exteriorul unei unități către interior. Fie că este o clădire obișnuită sau o instalație; spațiul închis va putea oferi o vedere în timp real a cerului. Această vedere live a cerului va face interiorul accesibil oricărui receptor GPS din mediu.

Abordarea procesării hardware GPS pentru interior

Practic, există o provocare majoră cu care se confruntă GPS-ul de interior, și este o procesare slabă a semnalului. Primul aspect al acestei provocări este achiziția, al doilea fiind multipath, iar al treilea este interacțiunea semnal slab/puternic.

Achiziţie: Semnalul de intrare poate fi căutat în două dimensiuni care implică întârzierea codului și frecvența Doppler. Căutarea implică o valoare Doppler care este convertită în jos prin înmulțirea acesteia cu codul CDMA al satelitului care este generat local. Întârzierea este variată; prin urmare procesul este denumit “corelând.” Perioadele de integrare sunt grupuri de semnale de intrare pe care se efectuează căutarea. Când semnalele sunt slabe, perioada de corelare trebuie extinsă astfel încât raportul semnal-zgomot la rezultat să fie îmbunătățit.

Căi multiple: Când GPS-ul exterior este în uz, multipath este experimentat doar ușor, dacă este deloc. Multipath este o reflectare a acestui produs, o copie mai slabă a semnalului direct și original al liniei de vedere. Această apariție se agravează considerabil atunci când GPS-ul este utilizat în interior. Reflexia ar putea fi atât de proastă încât depășește semnalul direct atunci când este folosit în interior.

Interacțiunea semnal slab/puternic: Aceasta este o situație care apare atunci când receptorul se blochează într-un vârf de corelare încrucișată sau într-un semnal greșit, spre deosebire de vârful de auto-corelare al semnalului corect. Evitarea acestui lucru este posibilă atunci când semnalul puternic este direct achiziționat și eliminat înainte de a dobândi ulterior semnalul slab.