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移动物联网设备GPS组件的“低功耗”难题

字号+ 作者:Patrick Burns 来源:物联之家网 2017-11-17 09:50

GPS可能是移动物联网设备中一个非常耗电的组件。




GPS可能是移动物联网设备中一个非常耗电的组件。
 
本文重点:
 
1、移动物联网需要GPS
2、GPS通常不是“低功耗”
3、以低功耗获得GPS定位需要复杂的技术整合
 
 
这个月,三星推出的一款NB-IoT产品,这是一个智能标签“跟踪器”,你可以把它安装在狗、自行车、孩子、或任何可移动的东西上。
 
乍一看,这是一个令人兴奋的产品:
 
◆防水防尘等级为IP68,长/宽4.21cm,厚度1.19cm;
 
◆适合室内和室外使用,包括追踪宠物和儿童,保护个人物品,或者追踪行李;
 
◆配有拉环可以方便挂在袋子和钥匙链上;
 
◆它还具有按需设置功能,可显示位置和设置时间;地理围栏功能可在追踪物或人离开所设置的虚拟区域时提醒用户;
 
◆在离家不远的范围内,还可以与智能家电同步,控制灯光、电视或者机器人清洁器等。
 
小巧,多才多艺,功能全…为什么不喜欢呢,对不对?
 
除此之外:
 
智能标签电量消耗少,产生数据少,充满电可续航7天。






 
 
正如本网站的大多数读者所知道的,3GPP推出的NB-IoT与Sigfox、LoRa抢夺物联网低功耗广域网市场,3GPP推出的另一个则是LTE CAT M1,已经标榜自己为“高功率”广域网技术。
 
现在看来,这可能是GPS应用NB-IoT技术的糟糕案例,我们假设三星对无线和位置服务知之甚少。
 
为什么呢?
 
1、NB-IoT技术常常用于固定位置,如智能抄表。
 
2、NB-IoT不能频繁支持“热启动”GPS位置采集。
 
正如我之前所写的,GPS可能是移动物联网终端中非常耗电的组件。回顾历史,我们已经看到移动GPS终端与蜂窝电话结合应用,通常承诺电池续航时间大约为30天,但实际续航时间要少得多。LPWAN本应改变这一状况,但是在三星这个产品应用中,电池寿命将会变得更糟。
 
GPS接收器定位至少四颗卫星以计算其位置,并且所需的时间从几秒到几分钟不等。“冷启动”可能会让移动终端不得不花费数分钟搜索卫星,电池的使用寿命会大打折扣。相反,“热启动”可以让终端在几秒钟内获得GPS位置坐标。




 
所以为了避免具有GPS功能的移动物联网设备电池过多损耗,热启动是最佳选择。启用GPS热启动需要网络向GPS接收器发送一份“备忘录”,以让其更快地获取位置坐标。
 
需要电池供电的设备应用低功耗广域网技术,可以长距离通信并且维持很长的电池使用寿命。目前,许多LPWAN技术部署在一些固定场所,如水表,而且只需每天发送一条数据消息给主机以报告当天的使用情况。
 
但是,将LPWAN用于室外实时定位又是另一回事,虽然没有GPS的情况下仍然有多种技术可以获取位置信息,但大多数LPWAN协议只能提供一个高延迟、低精度的位置,难以将其定义为“实时定位”。添加的GPS接收器一直处于启动状态,并且在大多数情况下,总是在持续寻找卫星信号。
 
即使根据事件(例如移动)触发GPS功能,但也存在误报风险,这会损耗电池电量。A-GPS可以缓解这种能耗问题,但是对许多(但不是全部)LPWAN协议来说,是否适用于该功能还有待商榷。
 
目前还不清楚这是否是三星NB-IoT电池续航问题的驱动因素,但我期待从使用该产品的消费者那里了解更多细节。











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