Sportowym GNSS z LoRa-Śledzenie w sporcie to rozwijająca się dziedzina. Widzieliśmy wykorzystanie GPS do śledzenia pozycji sportowców na dużym obszarze. Podobna koncepcja rozwija się w przypadku globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS).
Są to satelity, które krążą wokół Ziemi i wysyłają sygnały na ziemię. Sygnały te ułatwiają różnego rodzaju nawigacje i są idealne do śledzenia. Przy użyciu trackera, GNSS może skutecznie śledzić pozycje sportowców. Warto zwrócić uwagę na zaawansowany charakter płytek drukowanych wykorzystywanych w tej technologii. Każda płytka drukowana wykorzystywana w satelitach musi spełniać wymagania normy AS9100.
W tym poście ujawnimy dziesięć zimnych faktów na temat śledzenia sportowego GNSS i LoRa.
(GNSS i LoRa, zaawansowane przykładowe PCB)
1.Sportowym GNSS z LoRa-GNSS i LoRa Low Power
(satelity nawigacyjne)
GNSS i LoRa mają na celu stworzenie systemu o niskim poborze mocy. Każdy element sieci ma jeden cel - zużywać jak najmniej energii. Jest to kluczowa sprawa, ponieważ w przestrzeni kosmicznej nie ma dostępu do energii elektrycznej. Jedyne co dostajemy to światło słoneczne do zasilania satelitów i urządzeń.
Płytki drukowane satelitów są zaprojektowane tak, aby zużywały mniej energii. Oczywiście inżynierowie muszą być ostrożni. Muszą wybrać odpowiednie komponenty do obsługi aplikacji o niskim poborze mocy. Trzeba wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak:
●Kapacytancja ●Projekt obwodu ●Mikrokontrolery.
Projektanci PCB muszą mieć odpowiednie nastawienie i umiejętności. Tylko wtedy można mieć PCB o niskim poborze mocy, wystarczająco niezawodne, aby nadawały się do satelitów.
2. Sportowym GNSS z LoRa-Urządzenie śledzące jest niezbędne
Każdy rodzaj systemu nawigacji satelitarnej wymaga urządzenia śledzącego. Satelity komunikują się z urządzeniem śledzącym w celu określenia pozycji sportowców.
Urządzenie śledzące przekazuje dane takie jak czas i pozycja. Posiada on moduł LoRa do wysyłania i odbierania danych. Na jego PCB można znaleźć chip LoRa z adapterem bezprzewodowym do komunikacji danych. Tracker jest również wyposażony w mikrokontroler na płytce PCB, aby ułatwić śledzenie.
Inżynierowie muszą projektować płytki PCB, które nie zajmują dużo miejsca. Urządzenie śledzące nie powinno zwiększać masy ciała, aby nie wpływać na wyniki sportowe. Płytki drukowane muszą być również niezawodne dzięki odpowiedniemu mikrokontrolerowi.
W trackerze zastosowano procesor ARM Cortex, który zasila urządzenie.
3.Sportowym GNSS z LoRa-Odstępy między transmisjami
Satelity i trackery komunikują się za pomocą pakietów danych. Dane te zawierają logi, czas, pozycję trackerów i inne.
Odległość między dwoma komunikującymi się urządzeniami jest również ogromna. Jedno znajduje się w przestrzeni kosmicznej, a drugie na ziemi. W związku z tym wymiana danych nie jest zbyt łatwa.
Z tego powodu proces ten przechodzi optymalizację, a operatorzy wybierają najmniejszy interwał przesyłania logów. Przesyłają również dane o aktualnej i przeszłej pozycji dla zapewnienia wiarygodności.
Płytki PCB trackerów wykorzystują procesor Cortex do szybkiego przetwarzania danych. Znajdziemy tu również najwyższej jakości komponenty, które wspierają przesyłanie danych w czasie rzeczywistym.
4.Zastosowanie stacji bazowej (Base Station)
(Raspberry Pi 3)
Stacja bazowa jest niezbędna do zarządzania całym procesem śledzenia. W stacji bazowej zazwyczaj znajduje się Raspberry Pi z czapką LoRa. Stacja bazowa odbiera dane i sprawdza ich poprawność. Następnie system zapisuje dane, jeśli wszystko się zgadza.
Raspberry Pi to komputer na płytce drukowanej. To duża płytka drukowana, która zawiera wszystko, co potrzebne do pracy. Możesz nauczyć się obliczać i wypróbować języki programowania.
Raspberry Pi zawiera SOC i może obsługiwać zwykłe klawiatury i monitory. Ma większość części na komputerze na jednej matrycy.
Płyta zawiera również GPIO do zarządzania różnymi elektronicznymi. Jest niedrogi i wytrzymały z poważnych zastosowań. Możesz go skutecznie wykorzystać w swoich stacjach bazowych śledzenia sportu.
5.Dwukierunkowa komunikacja GNSS i LoRa
Stacja bazowa i tracker wykorzystują dwukierunkowy model komunikacji. System przełącza się w tryb transmisji po nadejściu danych. W konsekwencji urządzenie wysyła interwał dziennika do urządzenia śledzącego. System przechodzi w tryb przetwarzania danych, jeśli nie ma długiego interwału.
Na płytce drukowanej stacji bazowej i trackera znajdują się cewki antenowe LF. Anteny odbierają dane za pomocą sieci LoRa. Można również spotkać nadajniki UHP, które z powodzeniem przesyłają dane.
Dwukierunkowa komunikacja zwiększa niezawodność danych. Śledzenie może być dokładniejsze, z niemal dokładnymi pozycjami zawodników.
Stacja zarówno wysyła, jak i odbiera dane w obu kierunkach. Ale nie może transmitować danych w obu kierunkach jednocześnie.
6.Sportowym GNSS z LoRa-Oprogramowanie do śledzenia pozycji
(Musimy jeszcze opracować aplikacje mobilne dla GNSS i LoRa)
Potrzebujemy oprogramowania do zarządzania wszystkimi działaniami związanymi ze śledzeniem. Interfejs również przyczynia się do przyjazności dla użytkownika.
PCB stacji bazowej zawiera USB do połączenia z oprogramowaniem. Całe przetwarzanie danych odbywa się w ramach oprogramowania. Można nawet zobaczyć lokalizację fizycznych trackerów na mapie. Mapa określa również linię startu i mety dla wyścigów.
Oprogramowanie może obliczać odległości. Może nawet śledzić, kiedy sportowcy przekraczają linię mety. Możesz także uzyskać listę rankingową i wyeksportować dane jako plik CSV. Oprogramowanie może określić pozycje z jednym lub dwoma metrami przybliżenia.
7.Zarządzanie energią
Urządzenie śledzące na ziemi potrzebuje stałego zasilania. Możemy użyć baterii Li-ion, aby zapewnić niezbędną moc. Jednak istnieje również potrzeba zasilania baterii.
W tym celu mamy obwód ładowania na PCB urządzenia śledzącego. Ładuje on baterię, gdy moc staje się niska, aby utrzymać funkcjonalność. W oparciu o modele, płytka drukowana może mieć konwerter walutowy do zasilania prądów stałych.
Urządzenie nie zawsze działa w trybach wysokiej mocy. Mówiliśmy o konieczności zużywania mniejszej ilości energii. Tak więc, urządzenie przełącza się w tryb niskiego poboru mocy, gdy ma to zastosowanie.
Niektóre eksperymenty wykorzystują baterię 500 mAh, która wystarcza na około 17 godzin pracy. Będziesz musiał również wziąć pod uwagę zużycie energii przez wszystkie urządzenia.
8.Sportowym GNSS z LoRa-GNSS i LoRa wysoka dokładność
Trackery są przydatne podczas takich wydarzeń jak wyścigi łodzi. Mogą one podać niemal dokładną pozycję zawodników w czasie rzeczywistym. Eksperymenty pokazują, że śledzenie jest bardzo dokładne, z różnicą zaledwie kilku metrów. Możesz nawet użyć trackerów zasilanych energią słoneczną i przestać polegać na baterii.
Dokładność zależy od umiejętnego zaprojektowania płytki drukowanej. Trzeba także używać wysokiej jakości komponentów, aby nie było kompromisów. Inżynierowie poświęcają dużo czasu na badania i wybór komponentów.
Projekt PCB jest na równi z urządzeniami komunikacyjnymi klasy wojskowej. Adaptery bezprzewodowe są wystarczająco wydajne, aby komunikować się z satelitami. Lora również pomaga i poprawia sieć.
9.Sportowym GNSS z LoRa-GNSS i GPS nie są takie same
(GPS również używa satelitów do śledzenia pozycji)
Sieć GNSS i LoRa nie jest taka sama jak GPS. Obie są podobne, ale mają pewne różnice.
GNSS odnosi się do globalnego systemu nawigacji satelitarnej. Jest to zbiór satelitów, które krążą wokół Ziemi i można ich używać do nawigacji i pozycjonowania.
GPS to skrót od Global Positioning System. Jest to część GNSS, która może dostarczać dane o lokalizacji w czasie rzeczywistym. GPS należy do rządu Stanów Zjednoczonych.
Można powiedzieć, że GPS to ograniczona wersja GNSS. Urządzenia śledzące GPS mogą korzystać z danych pochodzących wyłącznie z GPS. Z kolei lokalizatory GNSS mogą komunikować się z innymi satelitami nawigacyjnymi.
GNSS jest dokładniejszy niż GPS. Wykorzystuje dużą liczbę satelitów w porównaniu do GPS. W związku z tym dane są bardziej wiarygodne i godne zaufania.
10.Korzyści z śledzenia za pomocą GNSS
GNSS jest bardziej odpowiedni do zastosowań na szeroką skalę i można skorzystać z pomocy dowolnego systemu nawigacji satelitarnej do śledzenia. System zużywa mniej energii i ma długą żywotność. Czas trwania jest więcej niż wystarczający, aby objąć wszystkie wydarzenia sportowe.
GNSS i LoRa są przystępne cenowo i nie trzeba inwestować znacznej kwoty w sprzęt. Wkrótce będziesz miał zdolne systemy śledzenia, ponieważ technologia powoli dojrzewa. Lagi i zakłócenia również będą należały do przeszłości!
Podsumowanie：
GNSS i LoRa przynoszą mile widziane zmiany w branży śledzenia sportów. Możemy teraz mieć bardziej zaawansowane technologie do śledzenia sportowców, oprócz GPS. GNSS jest systemem o niskiej mocy i może zapewnić dokładne wyniki śledzenia.
Sukces tej technologii leży w małych płytkach PCB wewnątrz satelity i trackerów. Zawsze idź do niezawodnych i profesjonalnych producentów PCB. NaszePCB, mamy jedne z najlepszych urządzeń produkcyjnych. Zapewniamy, że otrzymasz projekty PCB, których potrzebujesz. Skontaktuj się z nami, aby omówić swoje potrzeby w zakresie PCB.