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gps-罗拉万

(gps - LoRaWan)

发布于 2020-11-09 09:08:42

很长一段时间以来,我一直在寻找解决运动越野(尤其是定向越野)问题的 LoRaWan 技术,但信息非常分散且相互矛盾。我想知道实施下面描述的方案有多困难。欢迎链接到硬件示例、有关该主题的合适文章以及任何可供思考的材料。

给定: 在一个浮雕森林地形上,例如 5 * 5 公里,设置控制点,运动员沿着它跑步并访问这些点。地形可能因岩石、建筑物等而变得复杂。

一项任务: 记录运动员对检查站的访问。如果运动员距离该点 1-5 米,则访问成功。给运动员反馈(光和声信号表明他成功了,他可以进行下一个点)。将运动员 ID 和点访问 ID 传输到基站。理想情况下,传输运动员的位置(GPS 跟踪)。

要求(按优先级降序排列):

  1. 无损通信,信号丢失是不能接受的。
  2. 运动员可穿戴设备的价格不应超过 40 欧元,最好不超过 10 欧元。(最多 5 欧元通常是绝对成功的)。检查点设备的价格不应超过 50 欧元。(检查点必须防风雨)。
  3. 如果可能的话,不要太贵的基站。The Things Network 的“户外”站价值约 450 欧元。看起来很贵。该电台可以放置在温暖的地方(例如在汽车中),外面只有一个天线。
  4. 易于部署和编程。理想情况下,只需打开所有内容并以 CSV 格式收集数据(例如)以供稍后处理。略少 - 能够用任何高级语言(python、C# 等)编写处理程序。
  5. 在网状网络中组织控制点的可能性,以防其中之一超出可靠接收的范围,或者通过安装额外的中继节点轻松增加范围的能力。

谢谢!

Questioner
Vasilij
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PaulR 2021-01-07 20:11:55

也许。但 LoRaWAN 可能不是这项任务的最佳选择。

本土化

首先,单独使用 LoRaWAN 不可能以所需的精度定位节点。为此,你需要使用其他东西,可能是蓝牙信标。一份基于 RSSI 和 RX 时间的 LoRaWAN 本地化白皮书,但这至少需要三个网关,并为你提供大约 100m 的精度和精确的 RX 时间,并非所有网关都可以以所需的精度记录(通常只有当 GPS接收器也存在并且当前已连接)。

潜伏

用于 A 类设备的 LoRaWAN 通信往返需要 1 到 5 秒,因为上行链路和下行链路 RX 窗口之间存在固定延迟。这对于运动员的反馈来说可能不太理想(我不熟悉定向运动,但我希望运动员不要在检查站逗留)。另一方面,电池寿命可能不是此应用程序的问题,因此可以切换到始终可以进行下行链路的 C 类。所有基于云的处理和到可能通过 GSM/3G/LTE 连接的网关的下行链路仍然需要时间。此外,总会有一些数据包丢失,重传需要时间。

在欧盟,868MHz 附近最常见的 ISM 频段也有占空比限制,因此较大的数据包可能需要更长的时间重新传输,具体取决于实施(更好的实施跟踪占空比超过一个小时,因此很少见)突发”的通信是可能的)。

因此,在实践中,你的设备应该在本地决定对运动员的反馈,而无需等待服务器连接。这也意味着信标和/或设备必须可靠地记录访问。

可靠性

我知道的 LoRaMAC 实现中没有提供开箱即用的无损通信。你必须在设备上实现数据包队列。

无网格

LoRAWAN 中没有内置网格(你当然可以自己实现或调整,但这不利于“易于开发”),但是你可以轻松添加更多网关,其中之一足以接收上行数据包。在适合定向越野的森林中,我希望你无论如何都需要多个网关才能快速接收。LoRaWAN 在视线范围内效果很好,但障碍物会缩小范围并且不会穿透山丘。如果你只想要最后的数据,它会工作得很好,但是你根本不需要 LoRAWAN,所以一旦你实现了一个可靠的数据包队列,它就是成本和数据传输速度之间的权衡。