Sebastian Boll — Product Manager IoTAuch bei unserem Asset Solar, der durch ein eingebautes Solarpanel seine Batterie eigenständig aufladen kann, spielt das Thema Energieeffizienz eine wichtige Rolle. Deswegen lag von Anfang an der Fokus bei der Entwicklung von Hard- und Software auf der konsequenten Reduzierung des Energieverbrauchs. Dadurch war es uns möglich ein kleineres Solarpanel auszuwählen und auch die eingebaute Batterie kleiner zu dimensionieren. Insgesamt konnten wir dadurch den Asset Solar im Vergleich zu anderen Solar Trackern deutlich kompakter gestalten und die Herstellkosten weiter reduzieren.
Einer der größten Hebel zur Reduzierung des Stromverbrauchs eines Asset Trackers ist die Verkürzung der sogenannten “Cycle Time”, also die Zeit die das Gerät für die Durchführung eines gesamten Tracking-Zyklus braucht und dabei eingeschaltet sein muss. Bei der Analyse dieser Zykluszeit haben wir festgestellt, dass die Zeit für die Suche nach Satelliten und zur Bestimmung der GPS-Position im Durchschnitt 36 Sekunden dauert. Das macht mehr als 50% der gesamten Zykluszeit aus. Wir mussten also versuchen diese GPS-Suchzeit weiter zu reduzieren. Dabei hat uns die Implementierung von Assisted-GPS geholfen.
Was ist Assisted-GPS?
Assisted-GPS, kurz A-GPS, repräsentiert eine Weiterentwicklung des bekannten Global Positioning System (GPS). Dabei sendet das Gerät Informationen der verbundenen Mobilfunkzelle an einen A-GPS Server. Mit dieser Information lässt sich eine grobe Positionsbestimmung des Trackers machen, um damit notwendige Orbital- und Korrekturdaten für die genaue Standortbestimmung aus einer Datenbank bereitzustellen. Diese Hilfsdaten werden dann über die Mobilfunkverbindung an das Gerät zurück gesendet. Das Ergebnis ist eine beschleunigte und genauere Positionsbestimmung. Anders ausgedrückt, “unterstützt” A-GPS den GPS-Empfänger, wodurch eine schnellere und genauere Standortbestimmung ermöglicht wird. Dieser Ansatz verkürzt nicht nur die Zeitspanne für die Positionsermittlung, sondern trägt auch zur Verringerung des Energieverbrauchs bei.
Wichtige Voraussetzung für die Nutzung von A-GPS ist die Verbindung zu einem Mobilfunknetz. Andere GPS Geräte (Smartwatches, Bike Computer, mobile Navigationsgeräte, etc.) haben meist keine Verbindung zu einem Mobilfunknetz und müssen daher länger nach der GPS Position suchen. Unsere Tracker sind alle mit einem integrierten SIM-Chip ausgestattet und nutzen die IoT-Services von Vodafone, einem der weltweiten Marktführer im Bereich IoT.
Einsparungen
Bei der Implementierung des A-GPS Services haben wir uns für unseren Technologie Partner Nordic Semiconductor entschieden, die mit ihrem Location Service der nrf Cloud eine reibungslose Integration in unser System ermöglichen. Mit dem Nordic A-GPS Service konnten wir die Suchzeiten für GPS-Satelliten drastisch reduzieren. Für unser Gerät bedeutet das, dass wir die durchschnittliche GPS-Suchzeit von 36 Sekunden auf unter 10 Sekunden senken konnten. Auf den gesamten Trackingzyklus betrachtet ist das eine Reduzierung von über 35%. Abschließend lässt sich sagen, dass uns die A-GPS Technologie geholfen hat den Energieverbrauch drastisch zu reduzieren. Zusammen mit anderen Maßnahmen sind wir dadurch in der Lage, einen der energieeffizientesten Tracker auf dem Markt anzubieten.