O que há com a tecnologia de rastreamento de ativos Outdoor (GPS)?

A localização, o rastreamento e o monitoramento de ativos são atividades cada vez mais comuns para empresas e consumidores. Os consumidores usam produtos como o Tile, um pequeno dispositivo Bluetooth e smartphones crowdsourced como leitores para localizar objetos do cotidiano como chaves, controles remotos e smartphones.

Além do mais, as empresas de transporte, agricultura e logística têm usado o rastreamento de ativos por GPS e outros métodos de localização ao ar livre por anos, para manter os ativos armazenados além da segurança do depósito, armazém e paredes da fábrica.

Leia mais:aqui está um cartilha sobre rastreamento de ativos.

Algumas tecnologias de rastreamento de ativos até monitora a condição de equipamentos como reboques de trator, colheitadeiras e outras máquinas ou suprimentos (como produtos farmacêuticos) - todos os quais são extremamente valiosos e / ou capazes de alimentar dispositivos de rastreamento de ativos.

E, à medida que tipos cada vez mais avançados de hardware de rastreamento de ativos entram no mercado, as empresas são capazes de monitorar uma gama cada vez mais ampla de ativos.

Esses desenvolvimentos reduziram o custo do controle de recursos, ao mesmo tempo que permitem que dispositivos alimentados por bateria gerem dados de localização - duas melhorias que abriram caminho para o rastreamento de ativos menores, sem energia e menos caros (mas igualmente valiosos).

Digamos que sua empresa forneça estimativas de projeto de algum tipo. Provavelmente, você precisaria de um tablet especializado para uso em campo que pode custar várias centenas de dólares. Se esse ativo desaparecer, o custo de reposição pode não ser uma despesa enorme, mas o impacto que essa perda pode ter em seus resultados financeiros e em sua reputação pode ser significativo.

Afinal, é difícil realizar o trabalho sem as ferramentas de negócios certas em mãos. E tenho certeza que você pode ver como os benefícios estratégicos do gerenciamento de ativos se acumulam muito rapidamente.

Tão caro e valioso pode significar coisas diferentes em contextos diferentes. Da mesma forma, há muito mais ativos valiosos para monitorar do que caros - é por isso que estamos dedicando uma postagem inteira aos detalhes do rastreamento de ativos por GPS.

Mas, para iniciar a discussão, queremos primeiro estabelecer um quadro comum de referência para o rastreamento de ativos GPS - ou seja, o que é e o que não é.

Em seguida, exploraremos como o rastreamento de ativos funciona no nível mais alto, bem como daremos uma olhada nos aplicativos ideais e nas limitações conhecidas do GPS. Por fim, abordaremos algumas das abordagens tecnológicas mais recentes que resolvem algumas dessas limitações e abrem novos caminhos para o rastreamento de ativos.

O que é rastreamento por GPS?

GPS significa Sistema de Posicionamento Global. A rede GPS original, desenvolvida pelos Estados Unidos, é uma coleção de satélites girando em torno da Terra que transmitem sinais de rádio.

Esses sinais podem ser coletados por receptores GPS (por exemplo, antenas em nosso smartphone); e se uma antena puder detectar claramente uma matriz grande o suficiente de sinais de GPS, o dispositivo pode concluir um cálculo que aponta com precisão um local externo expresso como latitude e longitude (Leia este artigo para obter mais informações sobre os fundamentos de como GPS e localização geoespacial é calculado.)

Da mesma forma, existem outras redes de satélite que podem fornecer dados semelhantes para dispositivos habilitados, incluindo GLONASS, Galileo e Beidou, que fornecem localização geoespacial como longitude e latitude. Essas coordenadas GPS podem então ser combinadas com aplicativos de mapeamento para impulsionar a navegação por satélite em que muitos de nós confiamos para se locomover.

Ao ler sobre GPS e outras redes de satélite, você pode encontrar as iniciais GNSS, que significa Global Navigation Satellite System, um conceito mais amplo que cobre todas as diferentes redes de satélite, não apenas a tecnologia GPS.

Com o tempo, o termo GPS tornou-se uma abreviação comum para o universo dos sistemas de navegação por satélite, principalmente nos Estados Unidos. Além disso, cada vez mais usamos o GPS como substituto para uma gama mais ampla de sistemas de localização geoespacial externa. A maioria de nós acessou aplicativos de mapeamento em nossos smartphones e quase todos reconhecemos o ícone de GPS.

Mas o que muitas pessoas podem não saber é que os smartphones geralmente não usam GPS sozinho para determinar a localização do dispositivo (embora existam outras ferramentas digitais que fazem, como o relógio que uso para correr). Na verdade, isso só acontece quando o usuário desligou todos os outros meios de localização - o que é impossível em alguns telefones - ou se o telefone estiver em um local onde não haja outras tecnologias disponíveis.

Por exemplo, uma vez eu tive que navegar meu caminho por uma parte rural do sudeste do Arkansas para chegar à fazenda do meu primo. Eu baixei os mapas locais para o meu telefone, para que minha antena GPS pudesse continuar a funcionar mesmo na ausência de uma conexão de celular - o que felizmente funcionou.

Claro, isso simplifica muito a discussão quando usamos GPS como um termo geral para várias tecnologias. No entanto, quando uma empresa está procurando introduzir um sistema de ativos, as diferenças distintas entre GPS (GNSS) e outros meios de localização de ativos ao ar livre podem realmente fazer ou quebrar o caso de negócios.

Vamos falar um pouco sobre o porquê disso ...

Onde o GPS está ativo e ativo Posicionamento externo

Assim que os militares dos EUA abriram seus satélites de posicionamento externos para uso público, as empresas de tecnologia correram para incorporar receptores GPS em seus produtos de rastreamento.

Do lado do consumidor, isso assumiu a forma da plataforma Garmin inicial e produtos de navegação semelhantes para veículos de aluguel e uso pessoal. Os smartphones e outros dispositivos digitais eventualmente seguiram o exemplo.

Ainda mais cedo no lado comercial, os receptores foram integrados a dispositivos de rastreamento GPS que podiam ser conectados à porta OBD2, ou opções de energia semelhantes, abaixo dos volantes de reboques de trator e outros equipamentos grandes. Nesse cenário, os dados de localização podem ser armazenados para download local ou transmitidos via conexão de celular para a Internet.

Esses dispositivos originais tinham que ser constantemente carregados, dadas as necessidades de alta energia das conexões de celular e o fato de que o GPS é um processo que consome muita energia. Lembre-se de que os sinais de satélite são muito fracos e, portanto, os receptores devem permanecer ligados por longos períodos para "ouvi-los" com clareza o suficiente para gerar uma localização.

O processamento dos sinais recebidos também leva tempo, o que significa usar ainda mais energia. Dispositivos mais novos habilitados para GPS para localização e rastreamento de semis, grandes equipamentos agrícolas e similares incorporam uma variedade de outros sensores e recursos, muitas vezes às custas do aumento do consumo de energia.

Ainda assim, quando tudo estiver dito e feito, esses dispositivos de rastreamento GPS alimentados serviram para uma infinidade de usos, por um longo período de tempo.

Pegue a telemática, por exemplo, um termo que se refere a qualquer dispositivo que combina telecomunicações com informática, especialmente no que diz respeito a veículos e outros grandes equipamentos móveis.

Como um dos primeiros grandes casos de uso para dispositivos de rastreamento GPS, a telemática torna possível mapear e registrar, em tempo real, a localização, velocidade, orientação e condição de veículos como colheitadeiras, reboques de trator, caminhões de mineração e vans de entrega, para nomear alguns.

E como esses veículos não eram apenas caros, mas normalmente transportavam cargas de alto valor, o caso de negócios era óbvio.

Tão importante quanto, a telemática provou que ...

O GPS não faz tudo

Como eu disse anteriormente neste post, os smartphones raramente usam GPS sozinho para ativar aquele ícone familiar em seu aplicativo de mapeamento. Isso ocorre porque ele não pode fornecer informações de localização altamente precisas em todos os casos.

Imagine, se quiser, um receptor GPS de smartphone sem ajuda lutando para ouvir os sinais certos ao entrar em um edifício. E quanto mais fundo vai, mais difícil se torna, dadas as barreiras internas que encontra - como paredes, tetos e pisos que absorvem energia de RF (radiofrequência). Ao mesmo tempo, materiais de construção como concreto, cinza e tijolo são realmente difíceis de permear por RF.

Além disso, em áreas urbanas com prédios altos e muitas janelas de vidro, os sinais saltam entre as estruturas, muitas vezes confundindo o cálculo, o que, por sua vez, resulta em posições de GPS diferentes de sua posição real.

Igualmente problemático, os dispositivos de rastreamento de ativos GPS às vezes são empacotados dentro de material absorvente ou refletivo de RF - como uma caixa de metal - e então enviados dentro de um contêiner de metal preso a um reboque de trator. Da mesma forma, como esses veículos trafegam por um túnel ou sob um viaduto de rodovia, o sinal de GPS pode ser totalmente perdido.

E porque, como dissemos antes, os sinais de GPS são comparativamente fracos - eles estão vindo de satélites, afinal de contas - é preciso muito mais energia para zerar as coordenadas de localização do que usando outros métodos.

Não surpreendentemente, os requisitos excessivos de energia podem dificultar a implementação do rastreamento de ativos - especialmente quando se trata de sustentar aplicativos alimentados por bateria por longos períodos no campo.

Por exemplo, transmitir constantemente a localização para fornecer dados em tempo real pode consumir muita energia em um dispositivo celular, dependendo da tecnologia usada. Por outro lado, os registradores de dados costumam ser o tíquete para aplicativos em tempo não real, visto que podem registrar e fazer download de informações em intervalos especificados por até anos de cada vez.

Esses são apenas alguns dos desafios associados ao uso do GPS como a única tecnologia de localização para uma solução de rastreamento de ativos de consumidores ou empresas. E eles são especialmente pronunciados para dispositivos alimentados por bateria que não podem ser recarregados fácil e regularmente.

Cinto e suspensórios, alguém?

Cheio de outros rádios - WiFi, celular, Bluetooth - os mecanismos e aplicativos de localização do smartphone podem tirar proveito de uma variedade de outros tipos de tecnologia de rastreamento de ativos à sua disposição - que eles usam para melhorar a precisão, permitir melhor localização interna e potencialmente diminuir o consumo de energia.

Em alguns dispositivos, a ordem da tecnologia implantada pode ser definida. Da mesma forma, em alguns casos, o teste pode provar que uma tecnologia de localização não GPS é uma solução suficiente. É por isso que as empresas devem procurar soluções de rastreamento de ativos de negócios que realmente atendam às suas necessidades exclusivas, a um preço que se ajuste ao seu orçamento.

O universo de tecnologias de localização externa sem GPS é vasto e crescente, com a maioria delas usando várias entradas de sinal para fazer o trabalho. Na verdade, sinais adicionais geralmente fornecem informações de localização que são consistentemente mais precisas.

Entre as abordagens técnicas disponíveis atualmente, várias são dignas de nota aqui. Além do mais, dado que algumas dessas tecnologias também funcionam bem em ambientes fechados, elas são complementos eficazes para o GPS, especialmente em relação ao gerenciamento de ativos de IoT e à transformação digital.

Bluetooth

O beaconing Bluetooth é uma maneira direta e potencialmente de baixo custo de aumentar o GPS para smartphones, veículos, dispositivos telemáticos e plataformas relacionadas - especialmente como um sistema de posicionamento interno ou mesmo subterrâneo.

Simplificando, esta tecnologia é uma forma de comunicação sem fio que usa beacons (pequenos transmissores de rádio) para enviar sinais para dispositivos “inteligentes” localizados nas proximidades. Assim, ao transmitir informações, esses beacons identificam a localização aproximada dos ativos. (Pense em conectar seu smartphone ao sistema Bluetooth do carro para curtir sua lista de reprodução favorita enquanto dirige.)

Como tal, o rastreamento de ativos Bluetooth [2] [3], especialmente Bluetooth Low Energy (BLE), é uma tecnologia de localização interna comprovada que consome muito pouca energia, tornando-se uma boa aposta para preservar a vida da bateria. Ele também pode rastrear um grande número de ativos em tempo real.

Sniffing de WiFi

O chamado “WiFi sniffing” é outro método estabelecido para calcular a localização ao ar livre. Na verdade, os usuários de smartphones já estão familiarizados com essa tecnologia, porque, sim, nossos telefones são como uma espécie de cão de caça de rede sem fio.

Lembre-se da última vez que você usou um smartphone para se conectar a uma rede sem fio. Quantas redes WiFi diferentes (BSSIDs) o seu telefone “viu?” 5? 10? 15? Freqüentemente, vários de uma vez. E a maioria dos telefones é projetada para gravar o BSSID de cada rede que “ouve”, enquanto mede a força do sinal.

Os dados subjacentes exibidos na tela também podem ser usados ​​por outros dispositivos para localização de farejamento de WiFi. Esses dados são enviados para um banco de dados mantido pela Skyhook, Google e outros, onde são conectados a um algoritmo que gera informações de localização. E quanto mais entradas de dados (ou seja, BSSIDs / redes WiFi) ouvidas, mais preciso é o resultado da localização.

Com o tempo, esses resultados melhoraram drasticamente e, em muitos locais, a detecção de WiFi é uma alternativa viável ao GPS em termos de precisão. Por um lado, requer muito menos energia para obter os dados necessários, o que prolonga a vida útil da bateria do dispositivo; por outro, é mais eficaz para uso interno.

E em ambientes urbanos, essa tecnologia geralmente tem um desempenho melhor do que o GPS, uma vez que não sofre o mesmo desafio de reflexão ao bater em edifícios altos.

ID da célula

O localizador externo mais simples que você pode usar é o Cell ID, mais conhecido como torre de celular, por meio da qual um dispositivo de rastreamento de ativos envia uma mensagem. Como veremos em breve, existem maneiras de usar torres de celular para triangulação.

Para precisão de localização bruta, o Cell ID é uma tecnologia confiável que requer ainda menos energia do que a detecção de wi-fi. Para ter certeza, é uma opção viável como localizador de localização de backup ou se você precisa saber se um dispositivo ainda está vivo e dentro do alcance celular. Mas pode não ser a solução certa para a localização primária, simplesmente porque é normalmente menos precisa do que outras tecnologias de posicionamento geográfico.

No entanto, as transmissões das torres de celular podem ser usadas para triangular a posição. Assim como ocorre com a detecção de WiFi, um dispositivo pode registrar IDs de torres de celular, junto com a intensidade do sinal, e usar esses pontos de dados para aproximar um local.

Além disso, os sinais de celular têm atributos adicionais que, quando otimizados, podem melhorar a precisão da localização, tanto interna quanto externamente. Empresas como a Polte estão liderando o caminho na implementação dessa abordagem para uso externo.

Qual tecnologia é melhor para Rastreamento de ativos externos ?

Ao escolher uma tecnologia ou plataforma de hardware para gerar dados de localização externa, os usuários devem ter em mente que o GPS não é a única tecnologia na cidade.

É sempre importante lembrar que, assim como seu smartphone, um dispositivo de rastreamento de ativos externos não precisa ser restrito a uma tecnologia para fornecer dados de localização.

A verdade é que, quando se trata de alto desempenho, você deseja algo ágil, que possa ser implantado com eficácia dentro e fora, em ambientes urbanos e rurais. Isso significará um dispositivo que combina o melhor de várias tecnologias, em vez de um que dependa de um único método, como a tecnologia de rastreamento de ativos de GPS externo.

Dito isso, esperamos que você se sinta à vontade para entrar em contato e nos deixar ajudá-lo a encontrar o sistema certo para atender aos seus requisitos exclusivos.