Jak działa geolokalizacja w sieci Sigfox?
We wtorek, 4 czerwca 2024 – UnaBiz, dostawca i integrator usług masowego Internetu rzeczy (IoT), ogłasił niezwykły kamień milowy: osiągnięcie ponad 90% wskaźnika skuteczności geolokalizacji dzięki ewolucji usługi Sigfox Atlas Wifi, teraz wzbogaconej o metody uczenie maszynowe (Sigfox Atlas Wifi ML). To osiągnięcie wzmacnia zobowiązanie UnaBiz w innowacje i skupienie się na dostarczaniu najbardziej energooszczędnych i oszczędnych rozwiązań sieci (LPWAN) dla branży logistyki i łańcucha dostaw. Więcej…
Na kanwie tej informacji postanowiliśmy przybliżyć naszym odbiorcą metody lokalizacji stosowane w sieci Sigfox.
Co to jest GPS?
GPS – Global Positioning System – to chyba najbardziej rozpoznawalna metoda geo-lokalizacji przedmiotów i wszelkiego rodzaju sprzętów. Dzisiaj stał się tak powszechny, że mówiąc GPS dosyć często mamy na myśli urządzanie lub aplikację do nawigacji.
GPS to synonim dla całej kategorii metod ustalania lokalizacji. Nasi rozmówcy też dosyć często używają stwierdzenia GPS myśląc rozwiązaniach to monitorowania czy śledzenie środków trwałych. A tak naprawdę to złożony system satelitarny rozsiewający w sygnałach radiowych komunikaty, które są danymi wejściowymi do obliczenia lokalizacji przez te urządzenia końcowe potocznie nazywane “GPS”.
GPS obejmuje zasięgiem całą kulę ziemską. System jest oparty dziesiątkach satelitów, orbitujących wokół ziemi oraz segmentach naziemnych zapewniających kontrolę i pracę systemu. Zadaniem tego systemu jest dostarczanie do urządzeń końcowych informacji, którą służą do obliczenia o jego położeniu.
Całość rozwiązania uzupełniają moduły GPS oraz aplikacje, które przetwarzają i analizują dane tak aby zapewnić nam wizualizację położenia na mapie.
Jednak GPS to nie jedyna metoda zapewniająca lokalizację.
Jakie metody lokalizacji stosuje Sigfox ?
Jakie metody stosuje, aby zapewnić widoczność rzeczy na mapie? Jak zapewnić lokalizację bez GPS?
W dalszej części artykułu chcielibyśmy w skrócie omówić jak Sigfox radzi sobie z lokalizacją przedmiotów z GPS i bez.
W rozwiązaniach IoT wykorzystuje się 5 głównych typów technologii: wspomniany GPS, pozycjonowanie w oparciu o WiFi, informacje z sieci komórkowych, tzw metody lokalizacji w oparciu RFID, BLW, oraz metody w oparciu sieci LPWAN (np.: Sigfox 0G). Rozwiązanie różnią się kosztami, zapotrzebowaniem na energią i dokładnością.
Dlaczego nie skorzystać z GPS i po sprawie…. Dlaczego to nie jest takie proste?
Jak to bywa często, każda technologia ma swoje przewagi i wady. Jedynym z głównych przesłanek wprowadzenia Sigfox na rynek było zapewnienie powszechności i bezobsługowej pracy przez lata. Zostało to osiągnięte dzięki bardzo optymalnemu wykorzystaniu energii pozyskiwanej z baterii. To z kolei zapewniło, że wiele urządzeń IoT w sieci Sigfox może pracować na zasilaniu bateryjnym przez wiele lat – nawet 7 lat.
Zużycie energii – prądu – jest bardzo istotne w rozwiązaniach masowego IoT.
Z kolei w wielu zastosowaniach IoT bardzo dokładna lokalizacja ( <5m) nie jest krytyczna.
GPS jest jednak rozwiązaniem energochłonnym – co sprowadza się do szybszego zużycia baterii.
Pojawienie się technologii LPWAN, a także wykorzystanie infrastruktury Wi-Fi do geolokalizacji zasobów drastycznie zwiększyło potencjał rynkowy aplikacji do śledzenia i zarządzania zasobami, wymagających geolokalizacji zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz.
Sigfox Atlas wchodzi do gry
Firma Sigfox od samego początku pracowała nad alternatywnymi metodami lokalizacji, tak aby zapewnić dostępność technologii dla wielu potencjalnych zastosowań. Tak powstał Atlas Suite.
Atlas Suite to kompromis technologii zapewniających właściwą równowagę pomiędzy kosztami, energią i dokładnością.
Spójrzmy na 2 usługi Atlas:
- Atlas Native, zapewniającą lokalizację wyłącznie w oparciu o sieć Sigfox,
- Atlas WiFi, zapewniającą pozycjonowanie w oparciu o WiFi i lokalizację sieci Sigfox.
(żródło: https://build.sigfox.com/geolocation-sigfox-atlas#what-is-atlas)
Jak działa Atlas Native?
Atlas Native to pierwsza usługa lokalizacyjna Sigfox oparta wyłącznie na lokalizacji sieci Sigfox. Usługa dostępna jest dla każdego urządzenia wyposażonego w najprostszy moduł Sigfox, bez GPS i innego dodatkowego komponentu sprzętowo-programowego.
Atlas Native opiera się wyłącznie na usłudze lokalizacyjnej sieci Sigfox. Ma na celu podanie współrzędnych geograficznych (szerokość/długość geograficzna) i szacowanego promienia niepewności lokalizacji urządzenia. Ta metoda jest najprostsza i oferuje też najmniejszą dokładność w porównaniu do innych metod dostępnych w Sigfox.
Atlas Native jest używana jako rozwiązanie awaryjne (ze względu na małą dokładność) i jako sposób weryfikowania trafności lokalizacji Atlas Wi-Fi, o której mowa dalej. Obecnie domyślnie współrzędne są dostarczane przez usługę lokalizacji Wi-Fi, natomiast lokalizacja sieciowa
Główne korzyści to:
• Niska energia dla dłuższej żywotności baterii,
• Bardzo duży zasięg i globalny,
• Odporny na zakłócenia i odporny na zakleszczenia.
Lokalizacja tylko w oparciu sieci Sigfox jest idealna do zastosowań na dużą skalę (duża liczba urządzeń), gdzie wysoki poziom dokładności nie jest krytyczny i gdzie kluczowa jest żywotność baterii. Jednak jej główną niedoskonałością jest dokładność, która w zależności od warunków i dostępności sieci może wynosić od 1km do 10km. Dlatego do gry wchodzi kolejna metoda – Atlas Wifi.
Jak działa Atlas WiFi?
Atlas WiFi to połączenie dwóch technologii lokalizacyjnych – sieci Sigfox i pozycjonowania WiFi – w jedną usługę lokalizacyjną dedykowaną IoT. W Atlas Wifi wykorzystuje się bazę danych punktów dostępowych WiFi.
Google i Here Technolgies dysponują największymi bazami danych zawierającymi kilka miliardów punktów dostępu Wi-Fi zarejestrowanych na całym świecie WiFi. Bazy danych są udostępniane usługą takim jak Sigfox Atlas.
W 2018 roku, Sigfox wybrał HERE jako głównego dostawcę danych o lokalizacji WIFI.
Atlas Wifi obserwuje dostępne w okolicy sieci WiFi, aby odczytać ich adressy sieciowe (TZW. MAC address), która są publikowane przez urządzenia. Ta operacja jest bezpieczne, gdyż nie wymaga nawiązywania połączenia z lokalną siecią WiFi. W bazach Here zebrane są informacje o lokalizacji sieci WiFi i ich MAC adresach. Znając MAC adres można zatem z dużą dokładnością lokalizować urządzenie IoT.
Jak to działa? Przeanalizujmy krok po kroku.
Krok 1: Urządzenie IoT po wykryciu sieci WiFi, wybiera i wysyła jedną wiadomość z 2 adresami MAC.
Krok 2: Chmura Sigfox rozpoznaje wiadomość i wysyła ją do zewnętrznej platformy WiFi (np.: Here) która tłumaczy adresy MAC na współrzędne geograficzne (długość, szerokość geograficzna, promień).
Krok 3: W międzyczasie oblicza lokalizację sieci na podstawie metody Atlas Native.
Krok 4: Geomoduł Sigfox porównuje i wybiera najlepsze współrzędne. Dzięki temu zapewniona jest dodatkowa kontrola spójności pomiędzy lokalizacją podaną przez platformę WiFi a lokalizacją obliczoną poprzez sieć Sigfox 0G. Pozwala to też wykryć potencjalne problemy, które mogą pojawić się po stronie Wi-Fi ze względu na fakt, że jest to infrastruktura publiczna, która może zmieniać się wraz z przenoszeniem punktów dostępu Wi-Fi z jednej lokalizacji do drugiej.
Krok 5: Lokalizacja jest przekazywana do systemu końcowego IoT, który wspiera usługę klienta.
Ta metoda ma wiele zalet m.in.:
- Działa zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz, przy dużym zagęszczeniu obszarów miejskich,
- Zużycie energii jest średnie (i niższe niż GPS),
- Dokładność: od 25 do 50 metrów.
Zastosowania biznesowe
Podsumowując technologia Sigfox oferuję kilka metod lokalizacji zapewniając szerokie pola zastosowań i potrzeb biznesowych. W artykule nie omówiliśmy jeszcze jednej opcji SIgfox Atlas Sparks, która jest obecnie w fazie BETA testów.
Atlas Native to podstawowa usługa geolokalizacji oparta wyłącznie na chmurze, wykorzystująca sieć Sigfox do lokalizacji. Zapewnia lokalizację dowolnego standardowego urządzenie, nawet bez GPS.
Atlas Wifi, która może lokalizować Twoje zasoby na obszarach miejskich, podmiejskich i przemysłowych przez lata, niezależnie od tego, czy znajdują się one wewnątrz, na zewnątrz, czy nawet pomiędzy obszarami miejskimi, bez konieczności inwestowania w infrastrukturę śledzącą. Infrastruktura WiFi ma zasięg globalny, dzięki czemu Twoje zasoby monitorowane przez Sigfox stale natrafiają na punkty dostępu Wi-Fi, co zapewnia z dokładności lokalizacji do 50-250 metrów.Ta usługa lokalizacyjna jest wzbogacona o algorytm uczenia maszynowego punktów dostępowych, który umożliwia sieci Sigfox 0G wykrywanie nieznanych punktów dostępowych, które nie są objęte bazą danych strony trzeciej, automatycznie zwiększając widoczność zasobów.
Chcesz się dowiedzieć więcej? Zajrzyj na linki poniżej i poznaj silne strony technologii Sigfox.
Poznaj Sigfox, i dowiedz się jakie ma zastosowania.
Sigfox to technologia telekomunikacyjna IoT (Internet Rzeczy) a dokładniej technologia dedykowana do realizacji masowego IoT („Massive IoT”). Sigfox Poland jest wyłącznym operatorem globalnej sieci Sigfox OG oraz partnerem Unabiz globalnym dostawcą rozwiązań masowego IoT.
Termin Sigfox 0G odnosi się z kolei do komercyjnego wdrożenia tej technologii. Sigfox 0G to globalna sieć transmisji bezprzewodowej typu LPWAN (Low Power Wide Area Network), która za szereg zastosowań w cyfryzacji „rzeczy” i „urządzeń”, wymagając przy tym bardzo niskiej mocy. Sensory IoT pracujące w sieci Sigfox charakteryzują się bardzo niskim poborem prądu, co przekłada się na możliwość pracy bez wymiany baterii nawet 7 lat. Ta cecha zapewnia z kolei bardzo niskie koszty operacyjne utrzymania rozwiązania.
Reasumując wszędzie tam, gdzie charakterystyka zastosowania wymaga emisji małych ilości danych przy najniższym zużyciu energii technologia Sigfox umożliwia ekonomiczne podłączenie tysięcy urządzeń, które nie posiadają własnego zasilania.
Chcesz być na bieżąco z nowościami ze świata IoT? Zapisz się do naszego newslettera na LinkedIn!