Đa công nghệ: Tương lai của Geolocation

Trong thế giới lớn của IoT, việc theo dõi vị trí là biên giới tiếp theo! Theo dõi vị trí của con người đã là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta, đặc biệt là để điều hướng. Công nghệ truyền thống để thực hiện điều này không chỉ đắt tiền; chúng cũng có những ranh giới kỹ thuật ngăn chặn sự thành công trên diện rộng. Để có thể khiến định vị IoT (IoT Geolocation) trở thành hiện thực, nó phải cực kỳ chính xác, có chi phí rất thấp và độ trễ thấp.

Thị trường ở đâu?

Tờ Research and Markets dự đoán doanh thu từ “Geo IoT” sẽ đạt 49 tỷ USD vào năm 2021.

Research and Markets báo cáo trong “Công nghệ Geo IoT, dịch vụ và viễn cảnh ứng dụng thị trường” đã xác định định vị vị trí đã trở thành một yếu tố thiết yếu của truyền thông cá nhân, vì vậy công nghệ phát hiện sự hiện diện và công nghệ nhận biết vị trí là chìa khóa cho sự thành công lâu dài của IoT. Họ cũng cho biết thêm rằng Geo IoT sẽ tác động tích cực đến nhiều ngành dọc.

Việc kết nối các đối tượng IoT đã là một thị trường lớn đang phát triển theo cấp số nhân với sự kết hợp của các công nghệ mạng diện rộng (LPWAN) không cấp phép như LoRaWAN và kết hợp các công nghệ Cellular IoT gần đây như NB-IoT và LTE-M. Việc thêm vị trí địa lý vào lĩnh vực này sẽ giới thiệu một loạt các ứng dụng mới không thể thực hiện trước đây. Một số ứng dụng này là:

1. Quản lý tài sản
2. Quản lý đội xe
3. Xe máy mini / xe đạp chống trộm cho thuê
4. Theo dõi túi hàng hóa / bưu kiện
5. Công nhân an toàn cho dầu khí
6. Chăm sóc người già và tàn tật
7. Giải pháp theo dõi cho những người trượt tuyết
8. Theo dõi thú cưng và động vật

Các ứng dụng trên đại diện cho một thị trường lớn hiện có mà chỉ có thể được ghi lại với chi phí cực thấp và bộ theo dõi công suất thấp.

Những thách thức về vấn đề theo dõi tài sản

Cho dù đó là toa xe lửa, xe tải, hoặc container, theo dõi tài sản quý giá khi di chuyển là sự đau đầu cho nhiều tổ chức phân phối lớn có liên quan đến hậu cần và quản lý chuỗi cung ứng. Các tổ chức lớn này thường dựa vào các đối tác như nhà phân phối để đăng ký chính xác các sự kiện nhận phòng và trả.

Quá trình đăng ký tại các trạm kiểm soát cụ thể thường là thủ công, không liên tục và tùy thuộc vào sự sai sót của con người. Để giải quyết vấn đề này, một hệ thống theo dõi tài nguyên năng lượng thấp sử dụng các trình theo dõi của Mạng Điện Rộng Thấp (LPWAN) mang đến một giải pháp kiểm tra "vượt thời gian". Cụ thể, các thiết bị theo dõi dựa trên LoRaWAN ™, do công suất thấp, chi phí thấp và cơ sở hạ tầng tiêu chuẩn hóa thấp, cung cấp giải pháp theo dõi đáng tin cậy đầu tiên cho phép các nhà khai thác logistics giảm thời gian chết trong quá trình vận chuyển.

Trong lĩnh vực logistics, nhiều trường hợp sử dụng kinh doanh phải chịu thêm chi phí do sử dụng tài sản không hiệu quả. Các công ty vận tải cần đầu tư vào các toa xe lửa chở hàng; công ty hậu cần xe hơi cần đầu tư vào xe moóc xe tải; và, tất nhiên, có những thùng chứa và pallet tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, việc đo lường thời gian chết này cũng là một thách thức. Các giải pháp truyền thống liên quan đến thiết bị theo dõi di động hoặc vệ tinh, yêu cầu một khoản CAPEX (capital expenditure – chi phí đầu tư) đáng kể, nhưng có lẽ quan trọng hơn cũng là khoản OPEX (operating expenditure – chi phí hoạt động) liên tục cho việc thay thế pin và chi phí kết nối. Trong một số trường hợp, máy theo dõi được đặt ở những khu vực khó tiếp cận, đặc biệt là khi gắn trên xe lửa, hoặc trong giàn khoan dầu khí, rất tốn kém để thay thế pin - đặc biệt nếu có hàng trăm nghìn máy theo dõi được triển khai trong lĩnh vực này.

Bây giờ, ít nhất thì con người có thể thay thế pin. Đây là một trong những khoản OPEX chiếm tỷ trọng lớn trong tổng chi phí sở hữu (TCO -Total Cost of Ownership) của toàn bộ giải pháp IoT. Những chi phí thay thế này thực sự gây khó khăn cho việc đánh giá việc áp dụng hàng loạt các giải pháp định vị địa lý thông thường trong lĩnh vực logistics.

Bộ theo dõi LPWAN: Nhân tố thay đổi cuộc đua

LoRaWAN là tiêu chuẩn kết nối LPWAN được phát triển bởi Liên minh LoRa — chủ yếu cho phổ ISM không được cấp phép — để phá vỡ cả hai mô hình công nghệ và kinh doanh hiện có.

Về mặt công nghệ, tác động chính của LoRaWAN liên quan đến việc giảm mạnh lượng điên năng tiêu thụ. Giảm mức sử dụng pin cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến chi phí OPEX liên quan đến việc bảo trì liên tục. Nó cũng tạo ra cơ hội mới cho việc theo dõi năng động hơn, vì các vấn đề truyền thông ít tốn kém hơn.

Về phía mô hình kinh doanh, các công ty hậu cần hiện có thể dịch chuyển giữa CAPEX và OPEX: hầu hết các hệ thống LPWAN hoạt động trong một băng tần không có giấy phép. Ví dụ, công nghệ LoRaWAN ™ hàng đầu hoạt động trong băng tần 915MHz ở Mỹ, băng tần 868MHz ở châu Âu và các băng tần ISM tương đương ở các nơi khác trên thế giới. Điều này có nghĩa rằng các công ty logistics có thể đầu tư vào mạng không dây của riêng họ để giảm hoặc loại bỏ chi phí kết nối biến đổi.

Chi phí của các cổng mạng LPWAN đã giảm đáng kể do khối lượng sản xuất cao hơn. Hiện tại, chúng đang có giá cả rất phải chăng ngay cả đối với các trung tâm hậu cần rất nhỏ, chẳng hạn như nhà phân phối xe hơi.

Bộ theo dõi LPWAN thế hệ tiếp theo

Bộ theo dõi LPWAN yêu cầu một thế hệ phần cứng mới. Tần số radio thấp hơn và mức tiêu thụ điện năng thấp hơn chỉ là một phần của một nỗ lực lớn để giảm mức tiêu thụ điện năng của toàn bộ hệ thống IoT. Để đạt được mục tiêu thứ hai, chúng ta sẽ cần phát triển một "nền tảng theo dõi vị trí địa lý đa công nghệ" có thể kết hợp GPS, GPS công suất thấp, WiFi Sniffing, quét dấu vân tay WiFi và Bluetooth. Mục tiêu là giảm mức tiêu thụ điện năng tổng thể đồng thời cung cấp thông tin vị trí một cách hợp lý trong nhiều tình huống khác nhau (ví dụ: trong nhà/ngoài trời, thành thị/nông thôn, di chuyển chậm / nhanh và hơn thế nữa).

Một yếu tố quan trọng khác của giải pháp đa công nghệ như vậy là việc sử dụng các công nghệ LPWAN như LoRaWAN, NB-IoT và LTE-M để phục hồi dữ liệu định vị địa lý cho đám mây. Đây chính là chìa khóa. Các công nghệ di động truyền thống, chẳng hạn như 2G/3G/4G, không thể đáp ứng mục tiêu của thời lượng pin 5-10 năm. Tuy nhiên, sẽ có các tùy chọn Cellular IoT được cấp phép dựa trên NB-IoT/LTE-M cũng sẽ được sử dụng cho một số ứng dụng.

Actility lập luận: “Việc sáp nhập một giải pháp mạng IoT như LoRaWAN với các công nghệ định vị đa mode cho định vị ngoài trời và trong nhà sẽ tăng tuổi thọ pin ít nhất gấp mười lần so với giải pháp di động chuẩn sử dụng GSM/AGPS.”

Như đã trình bày tại bảng dưới đây, LoRaWAN và LP-GPS (AGPS/GPS) làm tăng đáng kể tuổi thọ của pin.

Một tương lai đa công nghệ cho Geolocation

Tương lai của định vị IoT sẽ đòi hỏi một cam kết để phát triển đa công nghệ một cách mạnh mẽ. Chúng ta sẽ cần các nền tảng đám mây đa công nghệ kết hợp thông minh các công nghệ định vị địa lý (OTT) như GPS, GPS công suất thấp, WiFi và Bluetooth - với các công nghệ định vị TDoA dựa trên mạng sử dụng LoRaWAN và/hoặc di động. Những cải tiến như vậy đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà khai thác mạng công cộng và các nhà cung cấp dịch vụ định vị địa lý. Để tìm hiểu thêm về cách đa công nghệ có thể trao quyền cho thế hệ tiếp theo của các giải pháp định vị địa lý IoT, hãy theo dõi hội thảo gần đây về vị trí địa lý được Actility và KPN đồng tổ chức.