Bei Invoxia entwickeln wir kompakte GPS-Tracker, um das, was Ihnen lieb ist (Gegenstände, Haustiere…) zu lokalisieren und zu schützen. Um ein Produkt anzubieten, das sowohl diskret als auch effektiv ist, stehen wir vor einer ständigen Herausforderung: die Akkulaufzeit zu verlängern und gleichzeitig die bestmögliche Standortgenauigkeit zu erreichen. Dieser Artikel erklärt, wie diese Mini-Tracker funktionieren und warum es so schwierig ist, kleine Größe, Akkulaufzeit und Standortleistung in Einklang zu bringen.
1. Die Rolle eines Mini-GPS-Trackers 🔎 #
Das Hauptziel eines Trackers ist es, ein Objekt oder ein Tier im Falle eines Verlusts oder einer Flucht zu finden. Um effektiv zu sein, muss ein Tracker daher:
- An Ort und Stelle bleiben und betriebsbereit sein
- Klein sein, um diskret zu bleiben (an einem Halsband, in einer Tasche usw.).
- Eine verlängerte Akkulaufzeit haben: Je öfter Sie ihn aufladen müssen, desto wahrscheinlicher ist es, dass er im kritischen Moment nicht verfügbar ist.
- Seinen Standort schätzen
- Dies ist die Positionierungsfunktion, die durch verschiedene Methoden der Geolokalisierung realisiert wird.
- Diesen Standort übermitteln
- Ohne Kommunikation zum Benutzer (über ein Smartphone oder eine Online-Plattform) bleibt die Position unbekannt. Daher ist ein Mittel erforderlich, um die Koordinaten zu senden.
2. Wie schätzt man den Standort mit möglichst geringem Energieverbrauch? ⚡ #
Ein Mini-Tracker kann auf drei ergänzende Methoden zurückgreifen, um sich zu lokalisieren:
A. GPS 🌐 #
Das GPS-System empfängt Satellitensignale und berechnet so eine Position mit einer Genauigkeit von bis zu mehreren Metern.
Vorteile:
- Hohe Genauigkeit im Freien, wenn der Himmel klar ist.
Nachteile:
- Hoher Energieverbrauch: Die Suche und der Empfang von Satellitensignalen erfordern viel Batterie.
- Genauigkeit verschlechtert sich in ungünstigen Umgebungen (innen, dichte städtische Gebiete, Wälder, schlechtes Wetter).
B. Wi-Fi 📶 #
Der Tracker erkennt die umliegenden Wi-Fi-Zugangspunkte und vergleicht deren Identifikatoren mit einer riesigen Datenbank (unter anderem bereitgestellt von Google über Android). Jeder referenzierte Zugangspunkt ist mit einer ungefähren Position verknüpft, was es ermöglicht, den Standort des Trackers abzuleiten.
Vorteile:
- Weniger energieintensiv als GPS.
Nachteile:
- Geringere Genauigkeit als GPS, stark abhängig von der Dichte und Zuverlässigkeit der Wi-Fi-Datenbank.
- Einige Bereiche sind schlecht mit Zugangspunkten abgedeckt.
C. Bluetooth 📲 #
Bluetooth ist ein Netzwerk mit kurzer Reichweite: Der Tracker “sieht” die umliegenden Geräte (Smartphones usw.) und kann, wenn die Position eines davon bekannt ist, ableiten, dass es sich in unmittelbarer Nähe befindet.
Vorteile:
- Sehr geringer Energieverbrauch. 🔋💡
Nachteile:
- Kurze Reichweite und Abhängigkeit von der Anwesenheit kompatibler Geräte in der Nähe.
- Variierende Genauigkeit und Verfügbarkeit je nach Qualität der Standortbestimmung der umliegenden Geräte.
Punktuelle Standorte, nicht kontinuierlich #
Selbst die energieeffizienteste Methode (Bluetooth) kann in einem sehr kompakten Tracker nicht kontinuierlich aktiv bleiben. In der Praxis werden Standortdaten in variablen Intervallen erfasst, selten unter zwei Minuten.
Warum?
- Jede neue Standortbestimmung benötigt Energie (Analyse der GPS-, Wi-Fi- oder Bluetooth-Signale).
- Die Batterien von Trackern sind sehr klein (z. B. 250 mAh). Eine GPS-Abfrage alle 2 Minuten würde eine solche Batterie in nur wenigen Stunden entleeren.
3. Der Algorithmus zur Auswahl der Standortquelle 🤖 #
Da GPS = hohe Genauigkeit, aber hoher Verbrauch und Wi-Fi/Bluetooth = geringerer Verbrauch, aber manchmal weniger genau ist, wird ein leistungsfähiger Tracker zwischen diesen drei Methoden wechseln, je nach Kontext.
Bei Invoxia bevorzugen wir:
- Bluetooth, wenn ein kompatibles Smartphone in der Nähe ist.
- Wi-Fi, wenn es referenzierte Zugangspunkte gibt.
- GPS, wenn weder Bluetooth noch Wi-Fi verfügbar oder zuverlässig sind.
Wir berücksichtigen auch:
- Die Schätzung des Messfehlers jeder Methode.
- Den Nutzungskontext: Zum Beispiel in der Stadt (dichte Gebiete) Wi-Fi/Bluetooth bevorzugen; auf dem Land ist GPS manchmal unverzichtbar.
- Die Verwendung des Trackers: Ein Halsband für Hunde muss im Freien genau sein.
- Die eingebauten Sensoren (Beschleunigungsmesser, Gyroskop), die in Kombination mit eingebauter KI es ermöglichen, die Transportmittel (Gehen, Fahrrad, Auto…) oder die Aktivitäten der Tiere (Gehen, Trotten, Laufen) zu bewerten und die Standortstrategie anzupassen.
So verwenden unsere Tracker einen intelligenten Algorithmus — manchmal in Verbindung mit KI — um die beste Standortmethode auszuwählen und gleichzeitig die Batterie maximal zu schonen.
4. Die Position übermitteln: Die Bedeutung der Konnektivität 📡 #
Sobald die Position geschätzt wurde, muss sie an den Benutzer über ein geeignetes Netzwerk übermittelt werden:
Schlüsselmerkmale der Konnektivität #
- Möglichst breite Abdeckung: Ein Objekt, das sich bewegen kann, muss in verschiedenen Umgebungen kommunizieren können (Stadt, Land, im Ausland…).
- Geringer Energieverbrauch: Im Standby bleiben oder Daten senden darf die Batterie nicht zu schnell entleeren.
Traditionelle Mobilfunknetze (2G, 3G, 4G, 5G) sind oft zu energieintensiv für Tracker mit langer Akkulaufzeit. Deshalb gibt es LPWAN-Netzwerke (Low Power Wide Area Network) wie Sigfox, LoRa, NB-IoT und LTE-M.
Erfahren Sie mehr:
Die von Invoxia bevorzugten Technologien #
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LoRa und Sigfox
- Niedrigster Verbrauch: ideal für Objekte mit sehr kleinem Akku.
- Geringe Abonnementskosten (oder manchmal inbegriffen).
- Variable Abdeckung: es gibt weiße Flecken.
- Keine Echtzeitkommunikation: Man kann nicht immer Daten sofort senden oder empfangen.
Diese Netzwerke werden von unseren Trackern Tracker GPS Classic, Mini Tracker und Bike Tracker 🚲 verwendet.
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LTE-M
- Neuer Kompromiss: verbraucht etwas mehr,
- bietet jedoch eine bessere globale Abdeckung und nahezu sofortige Kommunikation.
- Ermöglicht Echtzeitaktionen: zum Beispiel die Konfiguration des Trackers aus der Ferne ändern (Modus “gestohlen”).
- Höhere Datenrate, die das Senden von mehr Daten (Gesundheitsdaten usw.) ermöglicht.
Unsere Tracker, die das LTE-M-Netzwerk nutzen, sind der Tracker GPS Pro und der Minitailz Dog Tracker 🐶
Fazit #
Einen leistungsfähigen Mini-GPS-Tracker zu entwickeln, bedeutet, eine komplexe Gleichung zu lösen: die bestmögliche Akkulaufzeit zu bieten und gleichzeitig die größte Standortgenauigkeit zu gewährleisten. Dazu ist es notwendig:
- Den Energieverbrauch zu minimieren durch einen intelligenten Algorithmus, der je nach Kontext zwischen GPS, Wi-Fi und Bluetooth wechselt.
- Die Konnektivität zu optimieren, indem die LPWAN-Netzwerke (LoRa, Sigfox, LTE-M) bevorzugt werden, die für energieeffiziente IoT-Geräte konzipiert sind.
Genau diese Herausforderung nehmen wir bei Invoxia an: das perfekte Gleichgewicht zwischen Miniaturisierung, Akkulaufzeit und Leistung zu finden. Unser Ziel ist es, Ihnen zu ermöglichen, das, was wirklich zählt, zu lokalisieren und zu schützen, ohne sich jemals um den Zustand der Batterie sorgen zu müssen.
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Fragen #
Wenn man eine Laufuhr (wie eine Garmin) oder eine Sportanwendung auf dem Smartphone (wie Strava) verwendet, funktioniert das GPS kontinuierlich, um jeden zurückgelegten Meter aufzuzeichnen. Dies ermöglicht eine extrem detaillierte Aufzeichnung mit Leistungsstatistiken (Höhenunterschied, aktuelle Geschwindigkeit usw.). Allerdings verbraucht dieser Modus “permanentes GPS” enorm viel Energie: Eine Garmin-Uhr kann ihre Akkulaufzeit auf etwa 8 Stunden reduzieren, wenn sie kontinuierlich aufzeichnet. Dieser Kompromiss ist akzeptabel für gelegentliche sportliche Aktivitäten (Laufen, Radfahren, Wandern), bei denen die Genauigkeit der Strecke und die Fülle der Daten im Vordergrund stehen. Es ist auch zu beachten, dass diese Geräte fast ausschließlich im Freien verwendet werden, wo der Empfang der GPS-Signale optimal ist. Die Mini-GPS-Tracker hingegen verfolgen einen völlig anderen Ansatz. Ihr Ziel ist es, ein möglicherweise verlorenes Objekt oder Tier über einen Zeitraum von mehreren Tagen bis mehreren Wochen zu finden, ohne häufige Aufladung zu benötigen. Es ist daher unmöglich, kontinuierlich mit den Satelliten verbunden zu bleiben, da die Batterie sonst in nur wenigen Stunden entleert wäre. Diese Tracker führen daher nur periodische Standortbestimmungen durch, was zu einer notwendigerweise spärlicheren und weniger genauen Aufzeichnung führt. Darüber hinaus können sie in Innenräumen verwendet werden, wo der Empfang der GPS-Signale schwieriger ist, was ihre Genauigkeit weiter einschränkt. Dennoch sind diese Aufzeichnungen ausreichend, um ein Gepäckstück, ein Fahrrad oder ein Haustier zu lokalisieren, und erfüllen somit voll und ganz ihren Zweck. Das ist bereits ein erheblicher Vorteil gegenüber Geräten wie AirTag oder SmartTag, die nur Bluetooth verwenden und manchmal Schwierigkeiten haben, sich zu lokalisieren, und keine Bewegungsverlauf bieten, was bedeutet, dass der Verlauf des Objekts nicht zurückverfolgt werden kann.Warum scheinen die Aufzeichnungen von GPS-Uhren ⌚️ und Sportanwendungen genauer zu sein?
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Warum ist mein Auto-GPS 🚗 genauer?
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