L'Internet des objets (IoT) fait référence à un système de réseau qui connecte divers appareils et objets physiques via Internet pour réaliser l'échange d'informations et l'intercommunication. Dans l'Internet des objets, le marquage du réseau et la communication sans fil sont deux éléments techniques clés. Parmi eux, le Wi-Fiet le GPS jouent tous deux un rôle clé dans le marquage du réseau et la communication sans fil dans l'Internet des objets. 

Le Wi-Fi fournit des capacités de communication sans fil à haut débit au sein d'un réseau local, adaptées aux connexions d'appareils à l'intérieur et à courte distance, tandis que le GPS fournit des capacités de positionnement global, adaptées au positionnement et au suivi des appareils. La combinaison des deux permet aux appareils IoT de réaliser des services de connexion et de localisation sans fil à l'échelle mondiale, et favorise le développement et l'application de la technologie IoT.

Technologie GPS

Introduction au GPS

Le GPS est une nouvelle génération de système spatial de navigation et de positionnement par satellite développé conjointement par l'armée, la marine et l'armée de l'air des États-Unis. Il vise à fournir des services de navigation en temps réel, par tous les temps et à l'échelle mondiale pour les trois principaux domaines terrestre, maritime et aérien, et est utilisé à certaines fins militaires telles que la collecte de renseignements, la surveillance des explosions nucléaires et les communications d'urgence. C'est un élément important de la stratégie globale des États-Unis.

Composants GPS

Le GPS est une sorte de système, il comporte trois parties, un satellite spatial, un équipement de surveillance au sol et un équipement utilisateur (récepteur GPS). Chacun d'eux a ses propres fonctions et fonctions, mais ils sont combinés pour former un tout, ce qui est indispensable, comme le montre la figure 1-1a.

La partie satellite spatial comprend 24 satellites, dont 21 satellites de travail et 3 satellites de réserve. Ils sont répartis sur 6 orbites, de sorte que plus de 4 satellites peuvent être vus n'importe où sur la terre à tout moment, et peuvent fournir des capacités de navigation et de positionnement continues. Cette répartition permet également de conserver une bonne géométrie de précision de la solution de positionnement.

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Cet appareil est responsable de la surveillance GPS. Il dispose d'1 poste de contrôle maître, de 3 postes d'injection et de 5 postes de surveillance. La station de contrôle principale se trouve à la Colorado Air Force Base aux États-Unis, elle collecte les données de suivi de la station de surveillance, calcule les paramètres d'orbite et de différence d'horloge du satellite, puis envoie ces données à la station d'injection. En même temps, il diagnostiquera également l'état de fonctionnement du satellite et effectuera la planification. La fonction principale de la station d'injection est d'injecter dans le satellite les informations d'éphémérides et d'horloge du satellite transmises par la station maîtresse de contrôle. La fonction de la station de surveillance est d'effectuer une mesure continue de suivi de pseudo-distance de code P sur les satellites reçus et de transmettre les résultats d'observation à la station de contrôle principale.

L'équipement de l'utilisateur est principalement composé de divers récepteurs GPS, qui sont utilisés pour recevoir, suivre, transformer et mesurer les signaux GPS. Selon le principe de fonctionnement, il peut être divisé en récepteur de type corrélation de code, type quadratique, type hybride et type d'interférence ; selon l'application, il peut être divisé en récepteur de type navigation, type géodésique et type de synchronisation ; selon la fréquence porteuse, il peut être divisé en récepteurs monofréquence et bifréquence ; selon le nombre de canaux de réception, il peut être divisé en récepteurs multicanaux, canaux séquentiels et plusieurs récepteurs multicanaux. Pour les utilisateurs qui étudient le mouvement des plaques crustales, des récepteurs géodésiques hybrides multicanaux à double fréquence sont généralement utilisés. L'interface de l'appareil de navigation de l'utilisateur est illustrée à la Figure 1-1b.

Fonctionnalités GPS

Le GPS est une chose qui peut être utilisée pour le positionnement.Il possède de nombreuses caractéristiques, telles qu'une grande précision, peut être utilisé par tous les temps, une efficacité élevée, de nombreuses fonctions et une utilisation facile, il est donc largement utilisé.

La précision de positionnement relative du GPS a été prouvée dans la pratique, et elle peut atteindre 10-6 à moins de 50 km, 10-7 à moins de 100-500 km et 10-9 à moins de 1000 km. Dans le positionnement de précision de l'ingénierie 300-1500m, l'erreur de position du plan observée pendant plus d'une heure est inférieure à 1 mm.Par rapport à la longueur latérale mesurée par le télémètre à ondes électromagnétiques ME-5000, l'erreur maximale de correction de la longueur latérale est de 0,5 mm et l'erreur de correction est de 0,3 mm.

À l'heure actuelle, pour un positionnement statique relatif dans un rayon de 20 km, le temps d'observation ne nécessite que 15 à 20 minutes ; pour une mesure de positionnement relatif statique rapide, lorsque la distance entre chaque rover et la station de référence est inférieure à 15 km, le temps d'observation du rover n'a besoin que de 1 à 2 minutes, puis le positionnement peut être effectué à tout moment et l'observation à chaque station ne prend que quelques secondes.

Application GPS

Le GPS est utile pour la navigation, le suivi et l'arpentage. La méthode la plus couramment utilisée consiste à utiliser le GPS pour localiser et naviguer. De nos jours, les objets en mouvement tels que les voitures, les bateaux et les avions sont essentiellement équipés de GPS, et son interface est également l'image que nous connaissons le mieux.

Il peut être appliqué de plusieurs façons ! Par exemple, il peut être utilisé pour la navigation océanique et le déroutement portuaire des navires, et peut également être utilisé pour le guidage routier et l'approche et l'atterrissage des aéronefs. Non seulement cela, il peut également aider les voitures à atteindre une navigation et un positionnement autonomes, et peut également être utilisé dans le suivi des véhicules au sol et la gestion intelligente du trafic urbain. En termes de sécurité, il peut également être utilisé pour les travaux de secours d'urgence dans les services de police, d'incendie et médicaux, et peut également aider à suivre les cibles et fournir des conseils lors d'aventures sauvages.

Le GPS présente des avantages uniques dans la vie quotidienne et dans le domaine militaire. Dans la vie quotidienne, le GPS peut être utilisé pour alerter lorsque la personne risque d'être agressée, surveiller et secourir des patients particuliers, des enfants et des adolescents, et demander de l'aide en cas de difficultés diverses dans la vie. Dans le domaine militaire, le GPS est devenu un moyen technique important, allant de la fourniture de positionnement et de navigation de haute précision, en temps réel, en continu, par tous les temps, pour les navires de guerre, les avions, les chars, les combattants au sol, etc., au guidage complexe d'armes guidées précises.

La technologie GPS a été largement utilisée dans le domaine militaire. Elle fournit non seulement des services de positionnement et de navigation tout temps, continus en temps réel et de haute précision pour les navires de guerre, les avions, les chars et les combattants au sol, mais joue également un rôle important dans le guidage composé d'armes guidées précises.

Perspectives GPS

En raison de ses caractéristiques tout temps, de haute précision et de mesure automatique, la technologie GPS est devenue une méthode de mesure avancée et une nouvelle productivité, et est largement utilisée dans divers domaines de la construction économique nationale, de la construction de la défense nationale et du développement social.

Le gouvernement américain a annoncé qu'il annulerait la politique de disponibilité sélective (SA) en partant du principe que la sécurité nationale des États-Unis ne serait pas menacée. Cette décision permettra d'améliorer globalement la précision des signaux GPS civils. La précision du positionnement de point unique à l'aide du code C/A est augmentée de 100 m à 200 m. Cette initiative favorisera davantage l'application de la technologie GPS, améliorera la productivité, l'efficacité opérationnelle, le niveau scientifique et la qualité de vie des personnes, et stimulera également la croissance du marché du GPS.

Technologie Wi-Fi

Présentation du Wi-Fi

Le Wi-Fi est une technologie de réseau sans fil également connue sous le nom de norme IEEE 802.11b. Son plus grand avantage réside dans la vitesse de transmission élevée, qui peut atteindre 11Mbit/s. De plus, il a une longue distance effective et est compatible avec divers équipements IEEE 802.11 Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) existants.

La technologie Centrino est basée sur la spécification de réseau sans fil IEEE 802.11a et sa bande passante maximale peut atteindre 11 Mbit/s. En cas de signal faible ou d'interférence, la bande passante peut être automatiquement ajustée à 5,5 Mbit/s, 2 Mbit/s et 1 Mbit/s, ce qui garantit efficacement la stabilité et la fiabilité du réseau.

Ce produit présente les caractéristiques de haute vitesse et de fiabilité, la distance de communication dans la zone ouverte peut atteindre 305 m et la distance de communication dans la zone fermée est de 76 ~ 122 m. De plus, ce produit est également facile à intégrer à l'Ethernet câblé existant, réduisant ainsi le coût de la mise en réseau.

ESP32-WROOM-32UE est un puissant module Wi - Fi universel avec une puce esp32 - d0wd - v3 intégrée, un microprocesseur X6 32 bits à double noyau xtensa®, 448 KB ROM, 520 KB SRAM, 16 KB RTC SRAM supportant des fréquences d'horloge allant jusqu'à 240 MHz. Disponible pour les réseaux de capteurs de faible puissance et pour des tâches exigeantes telles que le codage vocal, le streaming audio et le décodage MP3.

Structure du réseau sans fil Wi-Fi

La structure du réseau sans fil WiFi comprend principalement deux types : ad hoc (Ad hoc) et infrastructure (Infrastructure). Parmi eux, le type "Adhoc" est une structure de réseau peer-to-peer. Chaque ordinateur n'a besoin que d'être connecté à une carte réseau sans fil correspondante, ou un terminal portable tel qu'un téléphone portable avec un module WiFi peut réaliser une connexion mutuelle et un partage de ressources sans "point d'accès" (AP) intermédiaire.

Le type "Infrastructure" est un mode applicatif qui intègre les architectures LAN filaire et sans fil. La structure du réseau est similaire à la structure en étoile d'Ethernet et le point d'accès sans fil agit comme un pont intermédiaire pour réaliser le partage des ressources du réseau. Cette application se fait via un point d'accès.

Fonctionnalités Wi-Fi

La technologie WiFi est une technologie sans fil à courte portée, similaire à la technologie Bluetooth, largement utilisée dans les environnements de bureau et domestiques. La bande de fréquence qu'il utilise est située près de 2,4 GHz, qui est actuellement une bande de fréquence sans fil sans licence. Les normes existantes incluent IEEE 802.11a et IEEE 802.11b. En raison de ses avantages uniques, la technologie WiFi est privilégiée par les gouvernements et les entreprises.

Les avantages exceptionnels de la technologie WiFi sont les suivants :

1) La couverture du WiFi est relativement large, pouvant atteindre environ 300 pieds, tandis que la couverture des ondes radio basées sur la technologie Bluetooth n'est que d'environ 50 pieds. Cependant, le nouveau standard lancé par Vivato peut étendre la distance de communication du WiFi à environ 4 miles, et cette innovation technologique aura un impact profond sur la technologie de communication sans fil.

2) Bien que les performances de sécurité des données de la technologie WiFi soient légèrement inférieures à celles de la technologie Bluetooth, sa vitesse de transmission est très rapide, atteignant 11 Mbit/s, ce qui peut répondre aux besoins d'informatisation personnelle et sociale.

3) Le seuil d'entrée dans le domaine du Wi-Fi est relativement bas. Il suffit de mettre en place des "points chauds" dans des endroits densément peuplés pour obtenir un accès Internet haut débit sans avoir besoin d'un accès au câblage réseau, ce qui permet d'économiser beaucoup de coûts.

Application Wi-Fi

Dans la concurrence féroce de l'industrie des communications, l'accès haut débit est au centre de la concurrence entre les opérateurs. Actuellement, les grands opérateurs commencent à construire des réseaux WiFi pour fournir aux utilisateurs des services d'accès à large bande. En partant des ressources existantes et en combinant les avantages de la technologie WiFi, les opérateurs peuvent réduire considérablement les coûts d'investissement et s'emparer rapidement du marché. Bien qu'il existe encore des problèmes dans les produits prenant en charge la norme IEEE 802.11b qui ont été commercialisés en grand nombre, tels que des problèmes de sécurité, des problèmes d'itinérance et des modèles commerciaux qui ne peuvent supporter qu'un seul service de données à l'heure actuelle, mais en se concentrant sur l'interopérabilité, le développement futur et la rentabilité, tout le monde considère la technologie WiFi comme un moyen efficace d'améliorer la valeur du haut débit, de la ligne d'abonné numérique asymétrique (ADSL) et des utilisateurs LAN et de fournir des services différenciés.C'est également un complément puissant pour les futurs services de données 3G. Actuellement, le WiFi est principalement destiné aux particuliers, aux familles/entreprises et aux utilisateurs de l'industrie, fournissant des services à domicile/entreprise, des services de zone publique/zone d'exposition. Du point de vue de la zone de couverture, elle peut être principalement appliquée aux zones suivantes : zones où le coût des ressources câblées est trop élevé ou où le câblage est difficile ; lieux où les gens se déplacent fréquemment, tels que les hôtels, les aéroports, les hôpitaux et les salons de thé ; lieux où les gens se rassemblent, tels que les campus, les bureaux et les salles de conférence ; lieux où il y a une forte demande d'informations, tels que les salles d'exposition, les gymnases et les centres de presse.

L'évolution de la technologie Wi-Fi

À l'heure actuelle, l'utilisation commerciale de la technologie WiFi est confrontée à divers défis. D'une part, les problèmes d'itinérance, de sécurité et de facturation de la technologie WiFi elle-même n'ont pas été correctement résolus ; d'autre part, le manque d'utilisateurs commerciaux rendra les revenus d'investissement de la construction du réseau relativement faibles, ce qui affecte l'enthousiasme des opérateurs télécoms. Par conséquent, ce n'est que lorsque différents moyens d'accès se complètent qu'ils peuvent apporter économie, fiabilité et efficacité. Dans un domaine et une gamme spécifiques, la combinaison de la technologie WiFi et de la technologie 3G aura de larges perspectives de développement.

Mots chauds :

• LPWAN cellulaire
  

• Technologie à spectre étalé LoRa

• ModBus RTU/TCP

• protocole WebSocket

• Communication sans fil à faible consommation d'énergie

Ebyte est une entreprise nationale de haute technologie spécialisée dans la recherche et le développement de modules sans fil et de terminaux IoT industriels.   Les produits développés et fabriqués indépendamment comprennent les modules sans fil LoRa / WiFi / les modules sans fil Bluetooth / ZigBee , les équipements de réseau 4G, les modules Ethernet, NB-IoT , l'IoT industriel les terminaux de transmission de données .

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