چند-فناوری: آینده موقعیت جغرافیایی در آیوتی

در دنیای بزرگ آیوتی، ردیابی مکانی خط جداکننده بعدی نسبت به تکنولوژی های دیگر خواهد بود! ردیابی موقعیت مکانی افراد، مخصوصا به منظور جهت یابی، مدتیست که جزو موارد ضروری زندگی ما محسوب می شود. تکنولوژی های پیشین نه تنها این سرویس را گران پیاده سازی می کردند بلکه دارای محدودیت هایی بودند که مانع از توسعه و گسترش آن می شدند. برای آنکه موقعیت مکانی در اینترنت اشیا تبدیل به یک واقعیت کاربردی شود می بایست بسیار دقیق، کم هزینه و با حداقل پیچیدگی برای کاربران باشد.

بر حسب تحقیق و مطالعات پیشبینی می شود در سال 2021 حجم سرمایه گذاری در زمینه Geo IoT به عدد قابل توجه 49 بیلیون دلار برسد. برحسب این گزارشات تعیین موقعیت مکانی، یک المان بسیار مهم در ارتباطات افراد خواهد بود. بنابراین، تکنولوژی های تشخیص حضور و آگاه از موقعیت نقش کلیدی در موفقیت بلند مدت آیوتی خواهند داشت. در ادامه گزارش آمده است که موقعیت مکانی در آیوتی تاثیر مثبتی بر بسیاری از صنایع اصلی و مهم خواهد داشت.

متصل کردن اشیا در آیوتی از پیش یه بازار مهم و در حال رشد به صورت نمایی است که با استفاده از مجموعه ای از تکنولوژی های LPWAN نظیر LoRaWAN و یا ارتباطات موبایلی آیوتی نظیر NB-IoT و LTE-M محقق شده است. اضافه کردن قابلیت موقعیت مکانی به این ویژگی باعث پشتیبانی از طیف وسیعی از کاربردها می شود که پیش از این پشتیبانی از آنها امکان پذیر نبود. برخی از این کاربردها عبارتند از :

1- مدیریت اموال

2- مدیریت ناوگان

3- سیستم ضد سرقت دوچرخه و اسکوتر

4- لجستیک

5- ردیابی چمدان ها

6- امنیت کارگران در مقابل نفت و گاز

7- مراقبت از افراد سالمند و ناتوان

8- راه حل موثر برای ردیابی اسکی بازان

9- ردیابی حیوانات

کاربردهای بالا تنها بخشی از بازارهای بالقوه ای هستند که آیوتی می تواند با استفاده از سیستم های ارزان و کم انرژی در آنها ورود کند.

چالش های ردیابی اموال

مهم نیست که واگن های ریلی، کامیون ها یا کِشنده ها باشند، ردیابی دارایی های با ارزش در حال حرکت یک مشکل بزرگ برای بسیاری از سازمان های بزرگ و توزیع شده است که درگیر مدیریت لجستیک و زنجیره تامین هستند. این سازمان های بزرگ به طور معمول متکی بر همکارانی نظیر توزیع کننده ها هستند که بر ورود و خروج صحیح اموال نظارت داشته باشند. پروسه ثبت در نقاط مشخص معمولا به صورت دستی، متناوب و همراه با خطاهای انسانی صورت می پذیرد. برای حل این مشکل، می توان از سیستم های ردیابی اموال که مجهز به تکنولوژی های LPWAN هستند بهره برد که بدون محدودیت زمانی و با دقت بالا در نقاط مشخص ارائه سرویس کنند. به ویژه ردیاب های مبتنی بر LoRaWAN که بر حسب انرژی پایین، هزینه کم، وزن ناچیز و زیرساخت های استاندارد می تواند یه سیستم ردیابی مطمئن را پدید می آورد که به اپراتورهای لجستیک اجازه می هد تا زمان بهره وری را هنگام نقل و انتقال افزایش دهند.

در زمینه لجستیک، نمونه های بسیاری در بیزینس وجود دارد که از هزینه های اضافه و تحمیل شده ناشی از بهره وری نادرست اموال می رنجند. بنابراین موجب می شود تا کمپانی های حمل و نقل در زمینه واگن های ریلی و کمپانی های لجستیک در زمینه کامیون های باری سرمایه گذاری کنند. البته نباید نگه دارنده ها و پالت ها را نیز فراموش کنیم.

البته، اندازه گیری زمان بیکاری چالش برانگیز است. روش های پیشین شامل ردیاب های ماهواره ای یا سلولار است که نیازمند CAPEX چشمگیری دارد و احتمالا حتی هزینه جاری OPEX آن نیز بیشتر است زیرا تعویض باتری و نگاه داشتن اتصالات خود یک مسئله مهم و هزینه بر محسوب می شود. در برخی از موارد، دسترسی به ردیاب ها بسیار مشکل است زیرا ممکن است بر روی واگن های ریلی یا سکوهای نفتی یا گازی قرار بگیرند که عملیاتی همچون تعویض باتری ها را بسیار پر هزینه کنند. حال در نظر بگیرید با صدها یا هزاران ردیاب سر و کار دارید.

هم اکنون، حداقل، انسان ها عملیات تعویض باتری ها را انجام می دهند. این یکی از رایج ترین فاکتورهای OPEX در زمینه TCO (هزینه کل مالکیت) محسوب می شود. هزینه های جایگزنی موارد مصرفی همچون باتری، گسترش روش های ردیابی موقعیت آیوتی را در تیراژ بالا و به صورت فراگیر در کاربردهایی نظیر لجستیک دچار چالش می کند.

ردیاب های LPWAN : نقطه عطف

تکنولوژی LoRaWAN یک استاندارد LPWAN محسوب می شود که توسط LoRa Alliance برای باند آزاد طراحی شد تا تاثیر مهمی بر تکنولوژی ها و بیزینس مدل های فعلی داشته باشد. از نقطه نظر تکنولوژی، تاثیر اصلی LoRaWAN مربوط می شود به کاهش قابل ملاحظه مصرف انرژی. کاهش مصرف باتری در نهایت تاثیر مثبنی بر هزینه های نگهداری مرتبط با OPEX خواهد داشت. همچنین این فرصت را فراهم می کند تا ردیابی ها پویا تر شود در حالی که ارتباطات بین دستگاهی هزینه کمتری در برخواهد داشت.

یک سیستم موقعیت مکانی موفق آیوتی نیازمند راه حل های چند-فناوری است که استفاده و ترکیب از تکنولوژی هایی نظیر سلولار، بلوتوث، LP-GPS، WiFi، LP-WAN و غیره را پشتیبانی کند.

از نظر دیدگاه بیزینس مدل، کمپانی های لجستیک می توانند تعادلی بین CAPEX و OPEX ایجاد کنند. بیشتر سیستم های LPWAN بر روی باند آزاد عمل می کنند. برای مثال، تکنولوژی پیشرو LoRaWAN در آمریکا بر روی باند آزاد 915 مگاهرتز، در اروپا 868 مگاهرتز و در دیگر نقاط دنیا به فراخور قوانین آنجا عمل می کند. این بدین مفهوم است که شرکت های لجستیک می توانند بر روی شبکه های بیسیم شخصی خود سرمایه گذاری کنند تا هزینه های متغییر اتصالات را از بین ببرند یا به حداقل برسانند. هزینه گیت وی های شبکه های LPWAN بر حسب تولید بالای آنها کاهش یافته است. امروزه به حدی قیمت ها نزول پیدا کرده که حتی برای مراکز لجستیک بسیار کوچکی مانند توزیع خودرو قابل استفاده است.

ردیابهای LPWAN نسل بعدی

پتانسیل بالقوه ردیابی از طریق LPWAN نیازمند سخت افزارهای نسل بعدی است. استفاده از فرکانس رادیویی پایین به همراه مصرف انرژی کم تنها بخشی از یک تلاش عظیم جهت کاهش مصرف انرژی کلی یک سیستم آیوتی است. برای دستیابی به این مهم، ما نیازمند توسعه یک پلتفرم ردیابی موقعیت با پشتیبانی از چند-فناوری داریم. این سیستم باید بتواند ترکیب GPS، GPS انرژی پایین، WiFi، Bluetooth را فراهم کند. هدف پایین آوردن مصرف انرژی کلییست در حالی که به صورت مناسب اطلاعات محیطی موجودیت را در سناریو های مختلف بدست می آوریم ( برای مثال محیط داخلی/خارجی، شهری/روستایی، سریع/کند، ایستاده/متحرک و غیره).

یکی دیگر از فاکتورهای مهم چنین سیستم منعطفی استفاده از تکنولوژی های LPWAN نظیر LoRaWAN، NB-IoT و LTE-M برای انتقال اطلاعات موقعیت جغرافیایی به فضای ابری است. تکنولوژی سلولار مرسوم نظیر 2G/3G/4G بسیار مصرف انرژی بالایی دارند که عمر باتری 5 الی 10 ساله را ارائه دهند. ولی، در آینده شبکه لایسنس شده سلولار آیوتی که مبتنی بر NB-IoT یا LTE-M هستند ارائه خواهد شد که برای برخی از کاربردها نیز مورد استفاده قرار خواهند گرفت. شرکت Actility اینطور عنوان می کند که ترکیب یک شبکه آیوتی نظیر LoRaWAN با تکنولوژی های موقعیت مکانی برای ردیابی داخلی و خارجی می تواند عمر باتری را حداقل 10 برابر در برابر راه حل های سلولار نظیر GSM/AGPS افزایش دهد.

جمع بندی

تضمین آینده موقعیت جغرافیایی آیوتی وابسته به میزان تعهد نسبت به توسعه چند-فناوری و منعطف دارد. ما نیازمند پلتفرم های رایانش ابری منعطف و چند-فناوری داریم که به صورت هوشمندانه تکنولوژی های موقعیت جغرافیایی نظیر GPS، WiFi و Bluetooth را با شبکه های مبتنی بر TDoA که از تکنولوژی هایی نظیر LoRaWAN یا سلولار استفاده می کنند را ترکیب کند. چنین نوآوری هایی نیازمند همکاری نزدیک بین اپراتورهای شبکه های عمومی  و ارائه کنندگان سرو