myAlo

Phân biệt công nghệ định vị GPS, WiFi và LBS trên đồng hồ thông minh trẻ em

Trẻ em là độ tuổi cần được quan tâm và chăm sóc nhiều nhất, nhưng hiện nay thì luôn tồn tại các mối nguy hại như bắt cóc, ấu dâm, bạo lực học đường vv… Chính vì vậy, một thiết bị vừa có thể liên lạc, vừa có thể gửi cảnh báo khẩn cấp SOS và định vị được vị trí, để bảo vệ an toàn cho con trẻ là vô cùng cần thiết. 


Chính vì vậy, các sản phẩm đồng hồ thông minh trẻ em đang dần trở thành thiết bị liên lạc được lựa chọn nhiều nhất cho các bé ở thời điểm hiện tại. Trên thị trường đồng hồ thông minh trẻ em (còn gọi là đồng hồ định vị trẻ em) có rất nhiều loại với nhiều tính năng hữu ích được bố mẹ chọn mua cho các con. Tuy nhiên, rất ít bố mẹ để ý đến khả năng định vị của đồng hồ chính xác đến đâu. Phần lớn đều cho rằng đồng hồ định vị nào cũng sẽ xác định được vị trí chính xác của con mình. Trên thực tế mỗi loại đồng hồ lại được trang bị các công nghệ định vị khác nhau với sai số cũng khác nhau rất nhiều. Bố mẹ cần tìm hiểu kỹ về vấn đề này để chọn ra chiếc đồng hồ định vị có tính năng phù hợp cũng như mua được sản phẩm đúng giá trị.

Trong bài viết này, myAlo sẽ giúp các quý vị phụ huynh tìm hiểu về các công nghệ định vị phổ biến nhất đang được ứng dụng vào các sản phẩm đồng hồ thông minh trẻ em và độ chính xác của nó.


Có 3 công nghệ định vị phổ biến được tích hợp vào đồng hồ định vị trẻ em bao gồm:

  • Định vị bằng vệ tinh GPS (hoặc GLONASS, Galileo, Beidou): có độ chính xác từ 5m÷50m
  • Định vị bằng WiFi: có độ chính xác từ 50m÷200m
  • Định vị bằng LBS (còn gọi là định GSM): có độ chính xác từ 100m÷1000m

Trên thị trường, có 3 loại đồng hồ định vị được bán phổ biến:

  1. Đồng hồ chỉ sử dụng 1 công nghệ định vị LBS: đây là nhứng loại đồng hồ có giá thành rẻ nhất, khả năng xác định vị trí cho sai số lớn nhất
  2. Đồng hồ sử dụng kết hợp 2 công nghệ định vị GPS và LBS: thứ tự ưu tiên khi xác định vị trí là xác định vị trí bằng công nghệ GPS trước, nếu không tìm được sẽ chuyển sang công nghệ LBS. Loại này khá phổ biến và tập trung vào phân khúc giá tầm trung
  3. Đồng hồ sử dụng kết hợp 3 công nghệ định vị GPS, LBS và WiFi:  thứ tự ưu tiên khi xác định vị trí là xác định vị trí bằng công nghệ GPS trước, nếu không tìm được sẽ chuyển sang công nghệ WiFi, nếu vẫn không lấy được vị trí thì mới chuyển sang công nghệ LBS. Loại này chỉ có ở các sản phẩm có thương hiệu và tập trung vào phân khúc cao cấp.

Các sản phẩm đồng hồ thông minh trẻ em myAlo đều được tích hợp cả 3 công nghệ định vị là GPS, LBS và WiFi sẽ giúp cho việc xác định vị trí của trẻ chính xác nhất. 

Không chỉ được trang bị đầy đủ những công nghệ định vị tiên tiến nhất của thế giới mà đồng hồ thông minh trẻ em myAlo KS62wKS72C còn giúp chúng ta phân biệt mỗi vị trí khi định vị đang được sử dụng công nghệ nào. Trên bản đồ định vị và bản đồ lịch sử hành trình, úng dụng myAlo myKids sẽ hiển thị vị trí tương ứng với các màu: màu đỏ thể hiện là đồng hồ lấy vị trí bằng công nghệ GPS, màu xanh nước biển thì đồng hồ định vị bằng công nghệ WiFi, còn màu xanh lá cây thì đồng hồ định vị bằng công nghệ LBS. Điều này giúp bố mẹ xác định được vị trí của con tốt hơn cũng như yên tâm hơn khi có sai số lớn.


Bây giờ, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về cơ chế hoạt động của từng công nghệ định vị:

1) Định vị bằng vệ tinh: Hiện có 4 hệ thống định vị bằng vệ tinh đang được sử dụng trên thế giới gồm GPS, GLONASS, Galileo và Beidou, trong đó hệ thống định vị GPS được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất.  

Hệ thống định vị bằng vệ tinh GPS:

Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của 24 vệ tinh nhân tạo được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian. GPS thực chất là một mạng lưới gồm 27 vệ tinh quay xung quanh trái đất, trong đó có 24 vệ tinh đang hoạt động và 3 vệ tinh còn lại để dự phòng nếu 1 trong 24 vệ tinh chính bị hư hỏng. Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹ đạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất. Hệ thống này ban đầu được Mỹ phát triển cho mục đích quân sự, sau đó mở ra cho tất cả mọi người cùng sử dụng miễn phí, miễn là họ dùng một thiết bị có hỗ trợ thu sóng GPS từ các vệ tinh.

Mỗi vệ tinh GPS truyền ít nhất 2 tín hiệu vô tuyến công suất thấp để truyền đi thông tin về vị trí của nó cũng như thời gian hiện tại. Các tín hiệu đi theo đường truyền thẳng, nghĩa là chúng sẽ đi qua mây, kính và nhựa nhưng sẽ không đi qua hầu hết các vật thể rắn, chẳng hạn như các tòa nhà và núi.

Trong cùng một thời điểm, để tính toán vị trí 2-D của bạn (vĩ độ và kinh độ) và theo dõi chuyển động, máy thu GPS phải khóa được với tín hiệu của ít nhất 3 vệ tinh. Khi thiết bị của bạn biết được khoảng cách từ ít nhất 3 vệ tinh đến nó, máy sẽ tính toán ra vị trí hiện tại của bạn bằng một quy trình gọi là trilateration.

Hãy tưởng tượng rằng bạn đang đứng đâu đó trên Trái Đất và có 3 vệ tinh bay trên đầu bạn. Nếu bạn biết khoảng cách của bạn tới vệ tinh số 1, bạn biết rằng bạn đang đứng đâu đó trên vòng tròn màu xanh. Tương tự, bạn cũng tính khoảng cách của bạn tới vệ tinh số 2 và số 3, sau đó bạn lấy giao điểm của 3 đường tròn này thì đó chính là vị trí của bạn.

Cách xác định cơ bản của phương pháp này hiểu nôm na là thế, còn thực ra thiết bị GPS của bạn sẽ dùng giao điểm của các hình cầu chứ không phải hình tròn, do không gian ba chiều chứ không phải là 2 chiều. Bạn nhìn hình dưới là hiểu ngay.

Độ chính xác của phép tính này tăng lên khi có càng nhiều vệ tinh bay trên đầu bạn, và để "chấm" được vị trí đủ chính xác thì cần 4 vệ tinh trở lên.

Với 4 vệ tinh trở lên trong trong tầm nhìn, máy thu có thể xác định vị trí 3-D của bạn (vĩ độ, kinh độ và độ cao). Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính các thông tin khác như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình, khoảng cách tới điểm đến và nhiều thứ khác nữa.

Như vậy, để đưa ra vị trí chính xác, các thiết bị GPS cần kết nối tới ít nhất là 4 vệ tinh. Đó là lý do vì sao đôi khi để tìm ra vị trí chính xác của bạn, hệ thống GPS lại mất nhiều thời gian tới vậy. Đây cũng là lý do vì sao, khi ở trong nhà hoặc ở khu vực đô thị có nhiều tòa nhà cao tầng che khuất, bạn sẽ bị mất sóng GPS, vì khi đó thiết bị di động của bạn chỉ có thể thu được tín hiệu của 1 hoặc 2 vệ tinh, song 2 vệ tinh vẫn là không đủ để xác định vị trí định vị bằng GPS.

 Hệ thống GPS cho phép người dùng bất kỳ ở mọi nơi trên trái đất đều có thể sử dụng một số chức năng của GPS một cách miễn phí. Do vậy, các bạn có thể sử dụng định vị trên các thiết bị thu GPS để xác định vị trí của mình một cách chính xác và miễn phí hoàn toàn. 


Với những loại đồng hồ thông minh trẻ em được trang bị chip GPS, nó sẽ hoạt động như một đầu thu GPS và đồng hồ sẽ thu các dữ liệu từ vệ tinh GPS trên bầu trời gửi tới. Khi người đeo đồng hồ ở ngoài trời, không bị che chắn bởi các tòa nhà, thì đồng hồ sẽ kết nối được với các vệ tinh GPS để xác định vị trí. Đây là phương thức định vị cho kết quả có độ chính xác cao nhất, sai số thông thường từ 5-50m.

Như vậy, khi bé ở trong nhà, lớp học hay môi trường bị che phủ thì sóng vệ tinh GPS không thể xuyên qua được, lúc đó đồng hồ sẽ cần phải sử dụng đến các công nghệ định vị hỗ trợ như  WiFi hoặc LBS.


Các hệ thống định vị toàn cầu bằng vệ tinh khác như GLONASS, Galileo, Beidou: 

Để giảm sự phụ thuộc vào GPS vì các lý do quân sự, chính trị và an ninh, nhiều quốc gia đã thiết lập các hệ thống định vị vệ tinh tương tự GPS, như GLONASS, Galileo, Beidou

  • GLONASS (tiếng Nga: ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система - ГЛОНАСС) là hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu của Liên bang Nga, dùng cho cả mục đích dân sự lẫn quân sự, tương tự như GPS (NAVSTAR) của Hoa Kỳ hay Galileo của Liên minh châu Âu.
  • Galileo là một hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) được xây dựng bởi Liên minh châu Âu. Hệ thống định vị Galileo được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Ý Galileo Galilei nhằm tưởng nhớ những đóng góp của ông. Galileo khác với GPS của Hoa Kỳ và GLONASS của Liên bang Nga ở chỗ nó là một hệ thống định vị được điều hành và quản lý bởi các tổ chức dân dụng, phi quân sự.
  • Beidou (Bắc Đẩu) là hệ thống định vị do Trung Quốc phát triển, phủ khắp ở châu Á và tây Thái Bình Dương. Các nhà thiết kế chính của hệ thống định vị Bắc Đẩu là Tôn Gia Đống. Bắc Đẩu tương thích với hệ thống định vị GPS của Mỹ, hệ thống Galileo của châu Âu và hệ thống GLONASS của Nga. Nó cho phép người sử dụng định vị chính xác trong phạm vi 10 m, đo tốc độ từ 200 cm/giây trở lên và cung cấp thông tin về thời gian với sai số chỉ là 2 phần trăm triệu giây. Một báo cáo do giới chức Trung Quốc công bố cho thấy dịch vụ của Bắc Đẩu đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực giao thông, đánh bắt hải sản trên biển, dự báo thời tiết, giám sát các công trình thủy điện, giảm nhẹ thiên tai.
Tại Việt Nam, các thiết bị sử dụng công nghệ định vị bằng vệ tinh của GLONASS, Galileo, Beidou không được sử dụng rộng rãi. Hầu hết đều sử dụng công nghệ định vị bằng GPS.


2) Định vị bằng WiFi: 

Đây là công nghệ định vị chỉ xuất hiện trên một số dòng đồng hồ cao cấp, nó dựa vào thông tin vị trí của các bộ phát WiFi thông qua địa chỉ MAC được Google ghi nhận mà đồng hồ bắt được tín hiệu.

Khi đồng hồ nằm trong vùng phủ sóng của một trạm phát WiFi, nó sẽ ghi nhận được thông tin của trạm phát WiFi đó (địa chỉ MAC của router WiFi). Do tầm phủ sóng của WiFi tương đối nhỏ (chỉ trong bán kính khoảng 100m-200m) nên đồng hồ cho vị trí định vị có độ chính xác tương đối cao, tốc độ trả kết quả nhanh gần như ngay lập tức, bán kính sai số khoảng 50-200m.

Tuy nhiên, ở những nơi mạng Internet kém thì có thể không sử dụng được chế độ định vị này. Chế độ định vị bằng WiFi chỉ thực sự tốt tại các thành phố hoặc khu vực đông dân cư có độ phủ sóng WiFi dày đặc, lúc đó đồng hồ sẽ được định vị khá chính xác ngay cả khi ở trong nhà.

3) Định vị bằng LBS:

LBS là viết tắt của cum từ Location Based Service, đây là dịch vụ cung cấp thông tin về vị trí hoạt động dựa trên sự kết hợp thông tin của các hệ thống khác như Hệ thống Thông tin Địa lý – GIS, Hệ thống định vị toàn cầu GPS và Mạng viễn thông.

 

LBS là một phần mềm được cài sẵn vào các thiết bị như đồng hồ, điện thoại hoặc các thiết bị định vị cá nhân. Định vị LBS (còn gọi là định vị GSM) sẽ dựa vào vị trí của các trạm phát sóng (BTS) của mạng di động, các trạm này đặt cố định trên mặt đất, người ta xây dựng 1 bản đồ vị trí các trạm này. Khi sử dụng, nó sẽ lấy các dữ liệu về vị trí thông qua sóng GMS để giúp người dùng xác định được vị trí và hành trình di chuyển của thiết bị và hiển thị thông tin đó trên nền bản đồ số bất kỳ. Thường là hệ thống bản đồ Google Map. 

Khi ta nằm trong vùng phủ sóng của 1 trạm BTS, thì ta sẽ bị nó nhận diện và sau đó vị trí được cung cấp là vị trí của trạm BTS gần đó. Tức là trạm BTS chỉ biết chúng ta trong tầm phủ sóng của nó (bán kính có thể lên đến vài km tùy địa hình) chứ nó không biết vị trí chính xác của chúng ta. Vì thế cách định vị này chỉ có giá trị tương đối và sai số cao từ 100m lên đến hàng km. 

Tuy nhiên, vì trạm thu phát sóng của nhà mạng di động có mặt khắp mọi nơi nên công nghệ LBS có thể giúp xác định vị trí khi chủ thể trong phòng kín, nhà cao tầng, kể cả tầng hầm chung cư - những nơi có vật cản phía trên mà cách theo dõi bằng GPS và WiFi không làm được.

So sánh các công nghệ định vị GPS, WiFi, LBS
 
  • Độ chính xác: Công nghệ định vị bằng GPS cho độ chính xác cao nhất, sau đó đến công nghệ định vị bằng WiFi, sai số lớn nhất là công nghệ định vị bằng LBS. Tuy nhiên, GPS chỉ có kết quả tốt khi ở ngoài trời bắt đủ sóng vệ tinh.
  • Khu vực hoạt động
    - Định vị GPS chỉ hoạt động được ở ngoài trời, là những vùng thoáng đãng, không bị che khuất bởi nhà cao tầng hoặc các vật cản lớn cứng rắn.
    - Định vị WiFi dựa vào trạm phát WiFi nên chỉ phù hợp ở những nơi dân cư đông đúc với nhiều trạm phát WiFi.
    - Định vị LBS xác định vị trí dựa vào dữ liệu được truyền qua sóng GSM vì vậy nó có thể hoạt động ở những khu vực như trong phòng kín, tầng hầm. Vì vậy số lượng trạm phát sóng BTS của nhà mạng càng nhiều thì độ chính xác càng cao. Tại Việt Nam, Viettel là nhà mạng có số lượng cột thu phát sóng lớn nhất, do đó nếu sử dụng SIM của Viettel cho đồng hồ định vị thì khi định vị bằng LBS sẽ cho sai số ở mức thấp hơn so với việc dùng SIM của các nhà mạng khác (vấn đề này còn tùy thuộc vào thực tế khu vực bạn sinh sống)
  • Tốc độ xác định vị trí: Công nghệ GPS sẽ mất vài phút sau khi khởi động hoặc 10-30 giây khi đang hoạt động để có thể xác định được vị trí, còn công nghệ LBS và WiFi thì chỉ cần vài giây
  • Giá thành: Do tích hợp thêm chip GPS nên giá thành các đồng hồ GPS thường cao hơn ít nhất khoảng 150,000 đồng đến 250,000 đồng với cùng 1 mẫu chỉ sử dụng công nghệ LBS. Các phiên bản tích hợp thên công nghệ định vị bằng WiFi thường bao gồm cả công nghệ định vị GPS và có mức giá cao nhất.
  • Thời lượng pin: Đồng hồ sử dụng công nghệ định vị GPS sẽ tiêu hao năng lượng nhiều hơn nên thường nhanh hết pin hơn so với cùng mẫu chỉ sử dụng công nghệ định vị bằng LBS. Vì vậy, để đảm bảo thời gian sử dụng cho đồng hồ được kéo dài thì các loại đồng hồ sử dụng cả 3 công nghệ định vị GPS, LBS và WiFi thường được thiết kế Pin có dung lượng lớn hơn.
Với các loại đồng hồ sử dụng cả 3 công nghệ định vị GPS, LBS và WiFI thì để tối ưu về độ chính xác định vị cho người dùng, thiết bị sẽ ưu tiên định vị theo GPS trước, nếu bị mất sóng GPS thì thiết bị sẽ chuyển sang công nghệ WiFi, nếu vẫn không lấy được vị trí thì mới chuyển sang công nghệ LBS.


Chúng tôi hy vọng rằng, bài viết này sẽ giúp quý vị phụ huynh hiểu rõ hơn về các công nghệ định vị của đồng hồ thông minh trẻ em, cách thức hoạt động cũng như độ chính xác của nó.

myAlo – Mẹ yêu, Con đây!
Nguồn: GIS Geography

Các tin khác

    SOS là gì? Các công nghệ liên lạc khẩn cấp SOS được ứng dụng trên đồng hồ định vị trẻ em