隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，一些物聯(lián)網(wǎng)應用對定位功能的要求越來(lái)越多，特別是一些資產(chǎn)跟蹤相關(guān)的應用。根據Machina Research研究，到2020年底，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì )有超過(guò)15億臺連接設備。其中約三分之一將嚴重依賴(lài)地理數據，60％應用將可能包括地理數據。Semtech的LoRa地理位置解決方案可以滿(mǎn)足這一需求，這些市場(chǎng)包括汽車(chē)、物流、消費產(chǎn)品、保險、農業(yè)、建筑等。

       LoRa作為一種窄帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)，它是怎么實(shí)現定位的呢？

       LoRa其實(shí)是使用數據傳輸到達的時(shí)間差（Time Difference of Arrival，TDOA）來(lái)實(shí)現地理定位。下面就來(lái)看看它的具體工作原理是什么吧。

       LoRa定位原理

       要了解LoRa定位是如何工作的，就要來(lái)看看從終端節點(diǎn)到服務(wù)器的數據傳輸步驟。LoRa定位的前提是所有的基站或網(wǎng)關(guān)共享一個(gè)共同的時(shí)基，這一點(diǎn)非常重要。

       當任何一個(gè)LoRaWAN終端設備發(fā)送一個(gè)數據包時(shí)，會(huì )被其所在網(wǎng)絡(luò )范圍內的所有網(wǎng)關(guān)接收，并且每個(gè)報文都將會(huì )報告給網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器。所有的網(wǎng)關(guān)都是一樣的，它們一直在所有信道上接收所有數據速率的信號。這意味著(zhù)在LoRa終端設備上沒(méi)有開(kāi)銷(xiāo)，因為它們不需要掃描和連接到特定的網(wǎng)關(guān)。 傳感器被簡(jiǎn)單地喚醒，發(fā)送數據包，網(wǎng)絡(luò )范圍內的所有網(wǎng)關(guān)都可以接收它。

       所有網(wǎng)關(guān)都會(huì )將接受到的相同數據包發(fā)到網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，使用內置于最新一代網(wǎng)關(guān)中的專(zhuān)用硬件和軟件捕獲高精度的到達時(shí)間。網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器端的算法比較到達時(shí)間、信號強度、信噪比和其他參數來(lái)計算終端節點(diǎn)的最可能的位置。未來(lái)，我們期待混合數據融合技術(shù)和地圖匹配增強來(lái)改善到達時(shí)間差，提高定位精度。

       為了使地理位置更準確，至少需要三個(gè)網(wǎng)關(guān)接收數據包。更多網(wǎng)關(guān)、更密集的網(wǎng)絡(luò )會(huì )提高定位精度和容量。這是因為當更多的網(wǎng)關(guān)接收到相同的數據包時(shí)，服務(wù)器芥酸算法會(huì )得到更多信息，從而提高了地理位置精度。

       LoRa網(wǎng)關(guān)內部需要新一代硬件來(lái)計算地理位置中使用的一些參數，如高精度的到達時(shí)間。Semtech于2016年初創(chuàng )建了新版網(wǎng)關(guān)的參考設計，在許多網(wǎng)關(guān)中成功實(shí)現。參考設計包括了所需的高質(zhì)量時(shí)間戳功能，適用于獲得授權的網(wǎng)關(guān)合作伙伴。這樣就確保了多個(gè)供應商的部署都能一致地工作，提供高質(zhì)量的時(shí)間戳，從而實(shí)現最高質(zhì)量的地理定位服務(wù)。

       需要重點(diǎn)注意的是，地理位置完全依靠網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，因此一旦網(wǎng)關(guān)升級，地理位置功能就可用于所有設備

       Semtech還提供了一個(gè)地理位置解算程序。通用的解算程序不是專(zhuān)用的應用程序，是與終端節點(diǎn)無(wú)關(guān)的，這為L(cháng)oRa地理定位服務(wù)提供了良好的開(kāi)始。另外，還定義了一個(gè)API，允許系統集成商使用第三方可能提高可用位置精度的解算算法。通過(guò)這種開(kāi)放的模式，Semtech鼓勵解算技術(shù)的創(chuàng )新和發(fā)展，確?；贚oRaWAN的地理位置不斷改進(jìn)。