Les technologies de géolocalisation sont en plein essor depuis plusieurs années, et ne sont pas près de disparaître. En effet, avec la croissance exponentielle des produits et équipements en circulation dans le monde, la géolocalisation est devenue un sujet majeur dans
Les technologies de géolocalisation sont en plein essor depuis plusieurs années, et ne sont pas près de disparaître.
En effet, avec la croissance exponentielle des produits et équipements en circulation dans le monde, la géolocalisation est devenue un sujet majeur dans la plupart des entreprises.
Aujourd’hui, de nombreuses solutions de géolocalisation se développent, il peut être difficile de s’y retrouver et surtout de choisir celle qui convient le mieux à ses besoins.
Alors, comment faire le bon choix ?
Dans cet article, nous allons explorer, les différentes technologies de géolocalisation, comment elles fonctionnent ainsi que les avantages et limites de chacune.
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Tout d’abord, voyons ce qu’on entend globalement par “géolocalisation”.
Avez-vous déjà cherché à savoir où se trouve votre livraison en temps réel, ou à localiser les lieux intéressants à proximité ?
Alors vous avez certainement déjà utilisé une technologie de géolocalisation.
La géolocalisation est le processus consistant à déterminer la position géographique d’un objet ou d’une personne grâce à diverses technologies telles que le GPS, le réseau cellulaire, le BLE etc…
Mais n’allons pas trop vite, nous reviendrons plus en profondeur sur ce large choix de solutions plus tard dans l’article.
L’élément que vous souhaitez localiser est-il destiné à évoluer en intérieur ou extérieur ?
En effet, selon l’endroit où circule l’actif à suivre, il existe deux grandes catégories de géolocalisation : la géolocalisation outdoor (en extérieur) et la géolocalisation indoor (en intérieur).
La géolocalisation outdoor permet de déterminer la position géographique d’un objet ou d’une personne en plein air.
Tandis que la géolocalisation indoor est utilisée à l’intérieur d’un bâtiment.
Que l’on parle de géolocalisation outdoor ou indoor, les enjeux sont les mêmes : donner une visibilité permanente ainsi qu’optimiser et sécuriser les activités de l’entreprise afin d’assurer une rentabilité maximum.
Selon les besoins, les technologies de géolocalisation peuvent répondre à de nombreux objectifs, par exemple :
La clé pour trouver votre solution technique la plus adaptée : identifier précisément vos objectifs dès le début de projet.
Une technologie de géolocalisation est constituée d’émetteurs et de récepteurs.
En effet, ils sont étroitement liés, car l’un utilise la position de l’autre pour déterminer sa propre position.
Selon les différents cas, leur nombre peut varier ainsi que leur mode de fonctionnement.
Voici quelques exemples qui pourront vous guider, selon vos besoins de géolocalisation et vos objectifs :
Dans ce cas là, on compte un émetteur et plusieurs récepteurs.
L’émetteur va être positionné sur l’objet que l’on souhaite localiser. Tandis que les récepteurs, dont on connaît la position, écoutent le signal envoyé par l’émetteur.
Les caractéristiques du signal reçu (puissance du signal (RSSI), temps de vol (ToF), angle d’arrivée (AoA)…) sont ensuite envoyées à une unité de calcul qui agrège ces données afin de déterminer la position de l’émetteur.
On peut, par exemple, utiliser une solution multi-récepteurs pour la localisation d’objet dans un hangar industriel avec la technologie BLE ou UWB.
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Ici, ça va être au tour des émetteurs, dont on connaît la position, d’envoyer un signal.
Le récepteur, lui, est attaché à l’objet dont on souhaite connaître la localisation et écoute les signaux envoyés par les émetteurs.
Si le récepteur a connaissance de la position des émetteurs et a la puissance de calcul nécessaire alors il pourra déterminer sa propre position à partir des signaux reçus.
Sinon le récepteur pourra envoyer les signaux collectés à une unité de calcul qui déterminera alors la position de l’émetteur.
Le système multi-émetteur permet, par exemple, la localisation d’un objet avec le GPS.
Il existe aujourd’hui un large panel de solutions de géolocalisation.
Avant de vous lancer, il est primordial de les étudier afin de choisir celle qui sera la plus adaptée à vos besoins.
Voici les technologies les plus utilisées aujourd’hui ainsi que leurs caractéristiques :
On le connait tous et on l’a déjà utilisé : le GPS. Mais savez-vous vraiment comment il fonctionne ?
En général, quand on parle de géolocalisation, on pense souvent au GPS.
Le GPS est, en effet, historiquement l’un des premiers systèmes de géolocalisation et le plus utilisé actuellement.
Il est principalement utilisé pour de la géolocalisation en extérieur, ne pouvant pas répondre aux besoins de positionnement en intérieur.
Un positionnement via GPS offre une précision entre 5 et 50 mètres.
L’inconvénient ? Il demande une consommation énergétique assez conséquente (comparé à des alternatives comme le WIFI et le LoRaWAN qui sont, certes, moins précises).
Ce qui le rend donc incompatible avec certains produits fonctionnant sur des batteries nécessitant une durée de vie de plusieurs années par exemple.
Rentrons un peu plus dans les détails techniques…
Les récepteurs GPS “écoutent” les signaux émis par un ensemble de satellites qui circulent autour de la terre.
Grâce à la connaissance des positions des satellites et l’heure à laquelle les satellites ont émis le message, le récepteur GPS arrive à déterminer sa propre position.
Si vous avez bien suivi, le GPS a ses limites : la consommation énergétique et la géolocalisation intérieure.
Il a donc fallu développer d’autres technologies de géolocalisation moins « gourmandes » en énergie.
Contrairement au GPS, qui utilise des satellites pour déterminer la position, la géolocalisation BLE se base sur la communication entre les appareils bluetooth.
Souvent utilisé pour le indoor, le BLE comporte de nombreux avantages de par sa faible consommation d’énergie et son prix peu élevé.
Vous l’aurez compris, à ce jour, le BLE est le champion olympique de la basse consommation d’énergie.
En effet, il permet au produit de tourner sur des piles boutons pendant plusieurs mois voire des années.
Cependant, le BLE a aussi ses limites : sa sensibilité.
Les signaux BLE sont très sensibles aux obstacles et aux objets métalliques dans lesquels le signal peut rebondir et changer de direction.
Selon le maillage du site, la précision est entre 2 et 20 mètres. En effet, plus il y a d’ancres présentes sur les murs du site, plus la localisation sera précise.
Si vous optez pour cette solution de géolocalisation, voici son mode de fonctionnement :
On attache à l’objet, dont on souhaite connaître la position, un récepteur BLE.
Les émetteurs, que l’on nomme Beacons, sont accrochés au mur et émettent en permanence un signal.
Le récepteur se base sur les caractéristiques des signaux reçus et des positions des Beacons pour déterminer sa propre position.
Ici, on parle donc d’un cas de multi-émetteurs, cependant il serait tout à fait possible d’inverser le système en multi-récepteurs (récepteurs fixés au mur et émetteur sur l’objet).
Le Bluetooth Low Energy est également utilisé pour gérer des entrées et des sorties de zone et dans ce cas l’objectif n’est pas d’avoir la position de l’objet, mais de s’avoir s’il est dans une zone ou pas.
Dans ce cas, un émetteur et un récepteur suffiront.
Si le récepteur reçoit le signal de l’émetteur alors ça voudra dire qu’il se trouve dans la zone qu’il couvre.
On l’utilise, notamment, dans certains musées pour adapter un message destiné au visiteur selon l’endroit où il se trouve.
Parce qu’à chaque problème une solution… Cette technologie est souvent utilisée, sur le marché, afin de répondre aux inconvénients de la technologie BLE.
À l’inverse du Bluetooth Low Energy, l’Ultra Wide Band est très peu sensible aux obstacles et aux rebonds.
Il permet une précision entre 10 cm et 1m.
Cependant, les beacon ou ancres UWB ont une consommation plus élevée comparé aux BLE (2 à 3 fois plus élevé).
Dans le cadre de la géolocalisation, son fonctionnement est similaire à la solution Bluetooth Low Energy.
L’émetteur est rattaché à l’objet tandis que les récepteurs sont positionnés sur les murs du site.
L’inverse est également possible, le récepteur peut être positionné sur l’objet si les émetteurs sont fixes.
La différence entre ces 2 solutions se joue principalement sur la précision de la géolocalisation.
Nous le connaissons tous, omniprésent dans notre quotidien, le réseau Wifi est aussi une solution de géolocalisation performante.
Plutôt bien développé aujourd’hui, c’est une bonne alternative aux GPS notamment en milieu urbain, car il requiert moins d’énergie.
Ce système de géolocalisation exploite la position connue de certains réseaux Wifi afin de déterminer la position d’un appareil.
La précision qu’offre cette solution est d’environ 10 et 50m.
En effet, des entreprises comme Google ou Mozilla ont une base de données de plus d’un milliard de points d’accès wifi avec leurs positions géographiques.
Grâce aux voitures Google (Google Car) qui parcourent les villes, pour prendre des photos utilisables pour Google Street View par exemple, les réseaux wifi sont identifiés et listés dans la base de données.
Ces entreprises exposent une API, qui en recevant une liste de points d’accès wifi, nous retourne la position où l’on se trouve.
Cette technologie, qui consomme peu (3 à 5 fois moins que le GPS), permet une bonne précision notamment en milieu urbain.
Il faut quand même noter que contrairement au GPS, avec cette solution, le produit a besoin d’envoyer les points d’accès collecté à un cloud pour que l’on puisse déterminer sa position.
Oui, le réseau cellulaire ne sert pas juste à vous connecter sur Internet via votre téléphone. C’est aussi un outil de géolocalisation fiable.
La localisation par réseaux cellulaire fonctionne de la même manière que la location via les points d’accès WiFi.
En effet, cette fois ce sont les antennes relais utilisées habituellement pour le transfert des données des téléphones mobiles qui sont exploitées.
La précision varie selon le nombre d’antennes relais. Par exemple, en ville, on obtient une précision entre 250m et 1km, tandis qu’en campagne celle-ci varie de 1 et 2 km.
Tout comme les réseaux wifi, les entreprises comme Google ou Mozilla ont une base de données de plus d’un million d’antennes cellulaires.
Ces bases de données ont connaissance de la position de ces antennes.
En scannant les antennes environnantes, on peut utiliser l’API de Google ou Mozilla pour retrouver notre position.
The last but not the least… Le réseau LoRaWAN s’avère être une solution de géolocalisation rentable et efficace.
En effet, il s’appuie sur les antennes LoRa d’un réseau public déjà existant.
Cette technologie comporte plusieurs avantages : elle est facile à déployer et ne nécessite pas d’infrastructure et offre une précision variant de 250m et 2km.
De plus, elle consomme peu d’énergie (vous l’aurez compris, l’énergie c’est le nerf de la guerre).
Dans un réseau public LoRaWAN, un message envoyé par un émetteur peut être reçu par plusieurs antennes relais.
En remontant le message reçu au serveur LoRa, les antennes remontent également la puissance et l’heure de réception du signal.
En utilisant ces données, côté serveur, on peut en déduire la position de l’émetteur par trilatération.
Contrairement aux solutions de géolocalisation basées sur le WiFi ou les réseaux cellulaires, cette fois ci on n’a pas besoin de scanner. On doit juste envoyer un message court sur le réseau.
Lorsque vous êtes à la recherche d’une solution de géolocalisation, il est important de prendre le temps de poser les bonnes questions afin de faire le meilleur choix possible.
Un choix inadapté peut s’avérer coûteux en termes de temps, d’argent et de performance.
Voici quelques questions à vous poser pour vous aider à déterminer la solution de géolocalisation qui répondra le mieux à vos besoins :
Ces différentes questions vont vous permettre d’affiner la liste des possibilités et d’identifier la plus adaptée :
Question essentielle, elle va permettre dans un premier temps d’éliminer plusieurs technologies d’office.
En effet, certaines solutions de géolocalisation ne sont pas compatibles avec un type d’environnement (indoor ou outdoor par exemple).
La précision varie selon les équipements. En effet, certaines technologies permettent une grande précision, au mètre près, voire moins.
La technologie Ultra Wideband permet cela et peut être utilisée lorsque la situation nécessite une localisation précise.
Tandis, qu’un réseau cellulaire donne une précision souvent supérieure au kilomètre.
En répondant à ces questions, vous allez pouvoir déterminer le budget énergétique disponible pour effectuer une géolocalisation.
Ce qui permettra d’écarter certaines technologies assez énergivores notamment si votre produit est sur batterie et doit vivre plusieurs années sans que sa batterie ne soit changée.
En effet, plusieurs solutions de localisation en indoor demandent l’installation d’une infrastructure pour pouvoir être opérationnelles.
Par exemple, des solutions de géolocalisation comme le Bluetooth ou l’Ultra-Wideband nécessitent une infrastructure à installer sur site.
Des protocoles de communications comme le LTE, LoRa ou Sigfox, permettent de pouvoir localiser un équipement envoyant un message.
Donc si votre objet dispose déjà d’une telle ressource, il y a peut-être moyen de l’utiliser pour la géolocalisation selon vos critères de couverture et de précision.
Pour affiner vos recherches et trouver la technologie la plus adaptée à vos besoins, il faut prendre le temps de correctement les identifier et de définir vos objectifs.
Il est important de prendre en compte l’environnement dans lequel la solution de géolocalisation sera intégrée, ainsi que la précision requise, la consommation d’énergie et le coût.
En effet, une solution de géolocalisation peut avoir une performance et une précision très élevées, mais si elle consomme beaucoup d’énergie ou coûte très cher, elle peut ne pas être la plus adaptée à vos besoins.
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