低功耗广域网:选择最佳位置定位选项

低功耗广域网 (LPWAN) 首次出现是因为物联网设备需要更小、更便宜,同时还要保持电池效率并满足所有形式的要求。 通过提供长距离、低功耗和低带宽的通信,LPWAN 可以满足许多物联网用例的操作需求。 它们降低了设备的成本和电池消耗,不仅延长了使用寿命,而且还降低了其运营开销的大小和成本。 在许多这些用例中,性能取决于一个关键特性:准确的定位能力。 这些定位方法可以包括 GNNS、WiFi 定位等。

预计物联网设备未来增长的很大一部分将来自低功耗广域网。 到 2025 年,预计将有超过 20 亿台设备通过 LPWAN 连接。

有几种不同的网络,例如 NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox 或 LTE Cat-M,它们都提供了这些独特的功能。这些网络的用例包括资产跟踪解决方案、智能城市基础设施和智能计量。让我们讨论如何根据用例需求选择最佳位置定位选项。

您的低功耗广域网:选择最佳位置定位选项

LoRaWAN:低功耗广域网规范

与传统移动网络相比,低功耗广域网的覆盖范围更广,因此能够以更低的成本传输少量数据(每台设备)。 LPWAN 非常适合许多非常小型、低成本的设备定期传输和接收少量数据的用例。

LoRaWAN 是一种 LPWAN 规范,旨在用于区域、国家或全球网络中的无线电池供电设备。 LoRa 或远程无线电的理想用例涉及不经常传输少量数据并在部署 LoRa 基础设施的区域内移动的小型工业设备。从减少能源费用、智能照明和优化废物收集,到智能计量和供应链和物流,LoRaWAN 的机会很多。也就是说,这些用例严重依赖位置才能正常执行。

用于低功耗广域网的内置定位技术

LoRa 使用一种称为到达时间差 (TDOA) 的内置定位技术启用这些应用程序。 TDOA 技术使用无线基础设施(即 LoRa 网关)定位设备。使用 TDOA 的手机和设备定位是 20 多年前开发的。它致力于创建用于 E-911 和其他应用程序的准确定位解决方案。

这项工作导致开发了一个大型知识产权组合,该组合为 TDOA 实施的许多方法和系统申请了专利。多年来,TDOA 已经适应支持物联网的本地 LoRa TDOA 位置。由于网关能够收集和传输定时信息,因此可以通过比较信号到达多个网关的时间来定位设备。 TDOA 的准确性在很大程度上取决于所部署的低功率广域网基站的密度。如前所述,这因地理和形态(城市与郊区等)而有很大差异。虽然对于某些物联网用例来说,这种广域位置可能是可以接受的,但如果需要更准确地了解设备的位置,TDOA 可能不是一个具有成本效益的选择。

LoRa 的低距离传输能力意味着网络节点之间的距离很远,这对部署成本来说是一个优势,但对 TDOA 来说是一个挑战。 这就是 GNSS 或 WiFi 提供最准确和最具成本效益的定位功能的地方。

GNSS 和 WiFi 定位:优缺点

全球导航卫星系统 (GNSS) 等基于卫星的定位方法似乎具有比积极方面更多的消极方面。 首先,让我们看一个强大的优势:GNSS 设备在设备可以看到卫星的区域(例如室外环境)中非常准确。 这会有所帮助,尤其是当其他位置定位选项在户外不准确时。 现在,让我们继续讨论缺点。

全球导航卫星系统的缺点:

在室内不是很准确
在密集的城市环境中不是很准确,例如大多数城市
GNSS 芯片组和接收器可能很昂贵
可以耗尽设备电池,抵消 LPWAN 的一些主要优势
WiFi 定位是另一种定位选项,它使用现有的基础设施和 WiFi 接入点 (AP)。对于 WiFi 定位,设备必须能够扫描附近的接入点 (AP),并通过 LoRa 传输信息,低功耗广域网可以确定设备的位置。设备需要能够看到 WiFi AP,但不需要连接到它。

WiFi定位的优势

最佳,因为它可以与其他信号(混合)相结合,以创建一个改进的定位系统,与任何单独的选择相比
提供室内定位能力和准确性
显着的成本优势,因为网关过度部署不需要达到同等的准确水平
由于更高的AP,在城市环境中可以达到15-30米的精度
WiFi定位的缺点

WiFi 扫描相对于 TDOA 消耗的增量功率。这是对显着改善的室内和室外位置的权衡
由于接入点较少,农村地区的最佳定位精度较低
在精确位置跟踪至关重要的用例中,WiFi 定位无疑是赢家。将 WiFi 定位与基于低功耗广域网的定位相结合,提高了整个网络的整体定位精度和可靠性。此外,通过将 WiFi 定位添加到系统中,它可以扩展设备的覆盖范围并提供更高精度的定位技术。最后,通过获取 WiFi 扫描并将其发送到网络进行定位,可以最大限度地减少设备的电池消耗。这些优势使 WiFi 成为低功耗广域部署的最佳选择。

低功耗广域网的要点

低功耗广域网可降低设备的成本和电池使用量,提供更智能的使用机会。然而,这些网络的性能取决于准确的定位能力。选择正确的位置定位选项将确保正常运行。当需要精确的位置跟踪时,应使用 WiFi 定位,因为它可以提高整个网络的整体定位准确性和可靠性。

【#2月科学流言榜发布#】冬奥会是冰雪运动的竞技,所以天气越冷越好?服用黑芝麻丸能够预防脱发?餐前用开水烫一下碗筷就能消毒杀菌?2月28日发布的2022年2月“科学”流言榜告诉你,这些问题的答案都是否定的。每月“科学”流言榜由北京市科学技术协会、北京市委网信办、首都互联网协会指导,北京科技记者编辑协会、北京地区网站联合辟谣平台共同发布。

1. 冬奥会是冰雪运动的竞技,所以天气越冷越好
流言:
冬奥会是运动员在冰雪赛场上的比拼,为了保证赛场上冰雪的质量,让比赛顺利进行,冬奥会期间天气越冷越好。

真相:
低温不仅会带来体感上的寒冷,还会对比赛的成绩和安全性、运动员比赛器械及赛场设施等带来实际影响。
比如在雪橇、雪车、钢架雪车项目中,最理想的天气是0℃或低于0℃的晴天。雪橇、雪车和钢架雪车赛道上的“雪”其实是人造冰,厚度要达到5厘米以上,温度需要保持在-2℃至-3℃。
跳台滑雪是公认的成绩最易受天气影响的比赛之一,气温低于-20℃或高于0℃都不适宜比赛。如果气温较低,会让运动员肢体出现僵硬,当气温在-20℃以下或持续极寒天气时,雪质过硬,甚至出现比较厚的冰晶层,运动员落地时很容易摔伤。自由式滑雪也有类似情况,过低的气温对于运动员的体能和技术动作都会产生较大影响,增加运动员受伤的风险。
气温太高也不行,可能导致赛场出现无雪情况,温度过高也无法造雪。另外,高温还会给比赛带来一定风险,比如跳台滑雪项目在气温较高时,比赛场地积雪的湿度增大,变得松软,容易导致运动员受伤。因此,为了达到相关比赛的条件,国际奥委会在主办城市的选择上,2月份平均气温低于0℃就是其中一项核心指标。

2. 灵长类动物是最合适的异种器官供体
流言:
在异种器官移植领域,与人类亲缘关系最近的灵长类动物是最合适的器官供体。

真相:
实际上,灵长类的“近亲”们,并不是人类理想的器官移植供体。
将灵长类列为器官供体面临着包括技术、伦理在内的诸多问题。例如,灵长类中大多数物种体型较小,其器官性能和尺寸无法承担人类代谢的需要;灵长类繁殖率较低(平均十年一代),而体型较大的猩猩和狒狒,本身就处于濒危状态,也难以满足人类对器官移植数量的需求。它们还可能带有一些人类易感染的病毒,如猴免疫缺陷病毒和埃博拉病毒等,一旦这些器官移植到人体上,发生重组后可能产生更有害的病毒。
与灵长类不同的是,猪的器官大小与人类相仿,传染疾病风险较低,数量相对更为充足等优势。从性能参数来看,猪与人的体温均为 36℃~ 37℃,心脏大小、管道分布和动力输出,甚至心率(人的心率为60~100次/分钟,猪为55~60次/分钟)都相类似。可预见的器官移植范围包括角膜、皮肤、胰岛、关节、肌腱、韧带、肾脏、心脏、肝脏等多方面。目前在医学界,植入人体细胞的猪的心脏瓣膜已经用于患者治疗,猪的韧带肌腱移植也已经成熟,因此它们被认为是现阶段异种器官移植的最佳选择对象。

3. 干眼症就是眼睛缺水
流言:
顾名思义,干眼症就是“眼睛缺水”,所以勤滴眼药水就行了。

真相:
出现干眼症状一定要到正规医院就诊,随便用眼药水“补水”不仅不能解决问题,还可能延误治疗导致病情加重甚至失明。
干眼症,是由泪膜稳态失衡引发的眼表损害及不适症状,常表现为眼睛干涩感、异物感、烧灼感,眼红眼痒、视力模糊、疼痛、畏光流泪,严重的还会导致角膜损伤甚至视力损害。
角膜的保湿靠泪膜,而泪膜的最外层覆盖有一层睑板腺分泌的“油”,以防止水分过快蒸发,这层油就是睑脂。如果腺体分泌不出油脂了,就会造成睑板腺功能障碍型干眼。80%以上的干眼患者伴有睑板腺功能障碍。
对于“缺油”型的干眼症,一味用眼药水进行“补水”不仅成效甚微,还可能因破坏脂质层而加重病情。同时,眼药水中的防腐剂及其他化学物质,也会对眼表角膜、结膜细胞产生损害。目前正规医院的传统治疗方法是通过热敷熏蒸、睑板腺按摩、睑缘清洁,再配合人工泪液,来缓解干眼症的不适症状。

4. 服用黑芝麻丸能够预防脱发
流言:
网红黑芝麻丸能够“以黑养黑”,拯救发际线。

真相:
黑芝麻的黑来自一种黄酮类物质,但人体内黑色素细胞组成的氨基酸衍生物,跟黑芝麻中的色素不是一种物质,因此就算吃黑芝麻,并不能帮助体内黑色素的生成,减少白头发。
理论上,黑芝麻里的维生素B2可以预防脂溢性皮炎,但是要满足成年女性每天1.2毫克的维生素B2需求,得吃 500克以上,男性则要更多。绝不是商家、网红推荐的那样,随便吃一点就能达到期望中的效果。
此外,黑芝麻是一种油料种子的作物,它的含油脂量通常可以达到重量的一半以上。而如今的脱发者以“脂溢性脱发”为主,其皮肤油脂分泌多,真菌容易繁殖,引起毛囊损伤。如果进食过多的黑芝麻丸,还可能会加重油脂分泌,引起头皮的瘙痒、红斑等,并会造成体重和血脂的负担。

5. 花滑运动员天生转圈不晕
流言:
花滑运动员平均每场比赛要旋转近百圈,他们那么“能转”是一种天赋,普通人转两圈就晕了。

真相:
花滑运动员之所以转不晕,是因为他们在不停地训练,并非天生不会晕。
人们耳朵里的前庭系统是负责人体自身平衡感和空间感的感知系统,也是保证人在复杂运动中维持协调与平衡能力的重要结构基础。
人在原地转圈时,前庭系统半规管中的内淋巴液会按同样的速度转动,此时人体内一个特殊的感受器“壶腹帽”接收到这个信息,并反映给脑部,大脑就知道人在转圈。当身体突然停止旋转后,内淋巴液的移位一般持续3秒就会停止,但壶腹帽却需要经过25-30秒钟回到原有状态。因此,当人停止转圈后,会有一种朝相反方向旋转的感觉。
花滑运动员通过长期的训练,让前庭系统逐渐习惯了头部的空间变化刺激,对这些刺激变得“迟钝”,进而战胜了人体的自然反应,身体变得适应旋转,从而可以顺利实现高水平的姿势和平衡控制。

6.自酿酒、纯粮酿造的酒更健康
流言:
纯粮酿造的酒才是粮食精华,自酿酒、纯粮酿造的酒更健康。

真相:
酒对健康的影响来自于其中的酒精以及其他杂醇。实际上,不管是“纯粮酿造”还是“食用酒精勾兑”,其中的酒精都是通过粮食发酵而来的。只要是酒精,对于健康都有同样的危害。
另外,很多人推崇的“自酿酒”“土法酿酒”,其发酵工艺过程缺乏很好的掌控,后续往往没有规范的蒸馏操作,所以所含杂醇通常更高。一些杂醇对健康的影响比酒精还要大,这也是有时喝“自酿酒”“土酒”更加“上头”的原因。所以,从健康角度考虑,建议不要饮酒。对于那些自酿酒,则更要小心。

7. 磁暴对卫星杀伤力巨大
流言:
一次磁暴导致40颗“星链”卫星出现问题,说明磁暴对卫星的杀伤力非常大。

真相:
磁暴对卫星的影响,主要与卫星的设计思路和轨道位置两方面有关,并不能一概而论。
太阳耀斑爆发时,可能出现较强的太阳风,除了可能直接损坏卫星外,也会造成地球附近磁场产生大范围的扰动,这也就是我们常说的“磁暴”。自18世纪以来,太阳黑子活动基本上都是以11年为一个周期,在每个周期中都会产生几千几万次磁暴。大部分情况下,在轨卫星最多就是通信暂时受到影响,并不会因此坠毁,我们用不着谈磁暴色变。
那为什么“星链”卫星在磁暴中损失惨重呢?因为“星链”项目属于商业卫星,为了节约成本,会使用一些并不十分成熟的新技术,在恶劣的太空环境中,这些卫星的可靠性不像传统卫星那么高,一旦出现磁暴,往往更容易出故障。
另一方面,磁暴爆发时,常会导致大量带电粒子注入大气层,加热大气——高层大气原本很稀薄,可磁暴使其受热、密度增加后,空气阻力也随之猛地变大。这时如果卫星不能及时打开发动机升高轨道,就会像陷入“泥沼”一样,轨道越来越低,结局可想而知。而星链卫星恰恰就是在低轨道释放的,这些卫星因磁暴进入安全模式后,没能及时退出并打开发动机调整轨道,这是其批量受损的主要原因,而其他更高轨道上的卫星则不会受到这样的影响。

8. 孩子床头放柠檬,能帮助长高
流言:
柠檬会产生一种特殊香气,让孩子更好地进入睡眠。深度睡眠更多的孩子,身高是长得非常快的。

真相:
柠檬帮孩子长高的说法,没有科学依据。孩子能不能长高,除了受到遗传的影响,还和三个因素有关:睡眠、营养和运动。
睡眠对长高和智力发育确实有很重要的作用。但是绝大部分孩子并不存在入睡困难的问题,如果存在,想通过闻柠檬味来实现加速睡眠也不现实,因为柠檬并没有助眠功效,而且也不是人人都喜欢柠檬的气味。
孩子的身高除了受遗传因素影响外,与外部环境也有一定关系,主要包括睡眠、运动、饮食、情绪等四方面。家长可以通过让孩子保持充足并规律的睡眠,坚持运动,保证充足营养,以及保持良好情绪等,为孩子的身高助力。总之,一定要用科学的方式帮助孩子长高,必要时可向正规医院咨询。

9. 餐具用开水烫烫就能消毒
流言:
在外应酬聚餐前,记得先用开水烫烫碗筷,这样就能消毒杀菌,放心使用了。

真相:
吃饭前用开水烫碗,由于加热的温度和时间不足,不能保证杀死多数致病性微生物,其作用顶多就是冲下浮尘,图个心理安慰。
高温消毒要真正达到预期效果,必须同时具备两个条件:一个是温度,另一个是时间。举例来说,可引起腹泻的致病性大肠杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌等普通细菌繁殖体,80℃热水需要5-10分钟、沸水需要2-5分钟才能杀灭;婴儿腹泻病毒需要100℃处理5分钟才可灭活;甲肝病毒在56℃可存活30分钟,乙肝病毒60℃能存活4小时,连续煮沸1分钟才能破坏它们的传染性;而要杀灭其他耐热能力更强的微生物,所需要的温度更高、时间更长。
但一般餐厅提供的热水热茶,为了避免烫伤,多在70℃-80℃左右。这些水倒在凉的餐具里,温度还会降至更低。另外,不少人烫餐具的时候,最多烫个十几秒,这在作用时间上也是远远不够的。
聚餐时,比起开水烫碗,人们更需要做的是使用公筷公勺、分餐,或者使用包装好的消毒餐具。餐具只要经过严格的消毒杀菌流程,就可以放心使用。(北京晚报 记者刘苏雅)

#那些因一道美食而出名的城市#
很多人不知道“柳州”这座城市,但是一定听过或者吃过“螺蛳粉”,在美食的江湖中,应该有它的一席之地,光凭这味道就赢了吧。
我是一个常年生活在广州的南方人,也是一个螺蛳粉的十级爱好者,就像中了毒一样,每个月不吃一次,感觉这个月都不完美。
除了去各种街边店寻味,平时也会在家里囤一些螺蛳粉,自从网上可以买袋装螺蛳粉之后,感觉方便面都不香了,对于我这种基本不煮饭的懒人,简直不要太友好了。
在原有配方的基础上,稍微改良了一下,加了豆芽和煎蛋,味道也是杠杠的,螺蛳粉这玩意上头,我都快流口水了,码完这篇文章,我要赶紧去煮一碗螺蛳粉吃。
我觉得螺蛳粉的灵魂在于它的佐料“酸笋”和螺丝熬制的“汤底”,被人津津乐道的味道也是源于它,酸笋采用传统制作工艺,把竹笋放在盐水中自然发酵,大量蛋白质分解成氨基酸,糖转化为有机酸,最终形成了酸笋独特的味道,虽然闻着臭臭的,但是吃起来是真香啊。
桂林山水甲天下,这是大部分人对广西的一个初印象,除了这个好像没有别的了。这几年,广西的另外一座城市“柳州”,凭借一碗独特味道的“螺蛳粉”出圈了,好多人特意为了这碗粉,千里迢迢去到当地打卡,柳州也因此成为了新晋的网红城市。


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