LoPATraN: Low Power Asset Tracking by Means of Narrow Band IoT (NB-IoT) Technology

LoPATraN: تتبع الأصول منخفض الطاقة باستخدام تقنية إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT)

Clicks: 336
ID: 269721
2021
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #514 of 1,694 articles by views in sensors

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 1,694 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The narrowband Internet-of-Things (NB-IoT) communication standard is gaining momentum within the big picture of the Internet-of-Things (IoT) owing to its capabilities of ensuring pervasive and wide coverage while limiting power consumption. Therefore, it turns out to be a valuable enabling technology within a considerable number of applications. Apart from traditional remote monitoring and data acquisition purposes where comparable Low Power Wide Area Network (LPWAN) facilities have ruled for years, NB-IoT can potentially carve out space within specific alcoves in which low latency, low power, high data-rates and ubiquitous coverage are fundamentals requirements. Long term asset tracking definitely falls within such niches, and in particular NB-IoT can become a valuable alternative to be exploited by both replacing the conventional Global Position System (GPS) system, or supporting it. To this end, this paper proposes an innovative tracking system prototype for asset shipping which relies on two enabling technologies: GPS and NB-IoT. While position transmission is always put into effect via NB-IoT, it can be fetched by resorting to both GPS (like a standard tracker) or NB-IoT (thus establishing a GPS-less method). As a result, two localization techniques are arranged: the former one is preciser but energy hungrier, while the latter one is coarser but more low power. Such working principles were successfully tested on the field by means of two road tests in as much itineraries. Tests results are in agreement with the expectations underlying the two working principles since the finer one provides a more accurate tracking. In addition, a consumption analysis was also performed aiming at assessing the prototype lifetime. Finally, tests pursuing the assessment of the tracking error were carried out underling the fact that it strongly depends on the geographic deployment of NB-IoT towers.
يكتسب معيار اتصالات إنترنت الأشياء ضيّق النطاق (NB-IoT) زخمًا متزايدًا ضمن المشهد العام لإنترنت الأشياء (IoT)، وذلك بفضل قدرته على ضمان تغطية شاملة وواسعة النطاق مع الحد من استهلاك الطاقة في آنٍ واحد. ومن ثمّ، فإنه يُعد تقنية تمكينية قيّمة في طيف واسع من التطبيقات. وبخلاف الأغراض التقليدية للمراقبة عن بُعد وجمع البيانات التي هيمنت عليها لسنوات تقنيات الشبكات واسعة النطاق منخفضة الطاقة (LPWAN) المماثلة، يمتلك معيار (NB-IoT) القدرة على حجز موطئ قدم له في مجالات محددة تُمثّل فيها متطلبات انخفاض زمن الاستجابة، وانخفاض استهلاك الطاقة، وارتفاع معدلات نقل البيانات، والتغطية الشاملة ركائزَ أساسية. ويندرج تتبع الأصول طويل الأجل بلا شك ضمن هذه المجالات المتخصصة؛ إذ يمكن لتقنية (NB-IoT) تحديدًا أن تصبح بديلًا قيّمًا يمكن توظيفه إما كبديل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التقليدي، أو كداعم له. وتحقيقًا لهذه الغاية، تقترح هذه الورقة نموذجًا أوليًا لنظام تتبع مبتكر لشحن الأصول يعتمد على تقنيتين تمكينيتين: نظام (GPS) وتقنية (NB-IoT). وفي حين يتم دائمًا إرسال بيانات الموقع عبر تقنية (NB-IoT)، فإنه يمكن تحصيل هذه البيانات إما باللجوء إلى نظام (GPS) (على غرار أجهزة التتبع القياسية) أو عبر تقنية (NB-IoT) نفسها (وبالتالي تأسيس أسلوب لتحديد المواقع دون الحاجة إلى نظام GPS). ونتيجةً لذلك، تم توظيف أسلوبين لتحديد المواقع: الأول أكثر دقة ولكنه يستهلك قدرًا أكبر من الطاقة، بينما الآخر أقل دقة لكنه أكثر ترشيدًا لاستهلاكها. وقد اختُبرت مبادئ العمل هذه ميدانيًا بنجاح عبر اختبارين على الطريق ضِمن مسارين مختلفين. وتوافقت نتائج الاختبارات مع التوقعات القائمة على مبدأي العمل، حيث وفّر الأسلوب الأكثر تفصيلًا تتبعًا أكثر دقة. بالإضافة إلى ذلك، أُجري تحليل لاستهلاك الطاقة بهدف تقييم العمر التشغيلي للنموذج الأولي. وأخيرًا، أُجريت اختبارات استهدفت تقييم خطأ التتبع، والتي بيّنت بدورها اعتماده بشكل وثيق على التوزيع الجغرافي لأبراج شبكة (NB-IoT).
Reference Key
parrino2021sensorslopatran: Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Stefano Parrino;Giacomo Peruzzi;Alessandro Pozzebon;Parrino, Stefano;Peruzzi, Giacomo;Pozzebon, Alessandro;
Journal sensors
Year 2021
DOI
10.3390/s21113772
URL
https://www.mdpi.com/1424-8220/21/11/3772/htm
Keywords
gps iot lpwan nb-iot asset tracking tracking system low power devices

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.