Urządzenie Sentinum wykorzystuje moduł SiP firmy Nordic do raportowania danych z czujników wewnętrznych i zewnętrznych

Firma Sentinum, zajmująca się rozwiązaniami IoT, wprowadziła na rynek urządzenie do śledzenia zasobów i monitorowania stanu. „Juno Cellular Tracker” został zbudowany w oparciu o moduł SiP nRF9151 o niskim poborze mocy firmy Nordic Semiconductor oraz układ scalony nRF7000 Wi-Fi 6 Companion IC. Zapewnia ciągły wgląd w lokalizację, zdarzenia związane z obsługą oraz stan operacyjny zasobów mobilnych lub rozproszonych.

Juno integruje trójosiowy akcelerometr MEMS w celu wykrywania ruchu, przechylenia, otwarcia lub manipulacji, bez konieczności stosowania dodatkowych komponentów. Wersje modelu „TH” rozwiązania Juno zawierają również bardzo dokładny czujnik temperatury i wilgotności do monitorowania środowiska. Sensory są nadzorowane przez zintegrowany procesor aplikacyjny 64 MHz Arm® Cortex®-M33 modułu Nordic nRF9151, zawierający 1 MB pamięci Flash i 256 KB pamięci RAM.

– Dodając skanowanie Wi-Fi za pośrednictwem nRF7000, możemy zaoferować szybsze, bardziej spójne i energooszczędne aktualizacje lokalizacji, co bezpośrednio przekłada się na dłuższą żywotność baterii i bardziej wiarygodne dane śledzenia dla naszych użytkowników – powiedział Manuel Hart, współzałożyciel i dyrektor generalny Sentinum GmbH.

Lokalizacja komórkowa nRF9151

W celu uzupełnienia czujników stanu, Juno wykorzystuje hybrydowe technologie pozycjonowania zoptymalizowane pod kątem środowisk wewnętrznych i zewnętrznych. Skanowanie Wi-Fi oparte na identyfikatorze SSID służy do przechwytywania adresów MAC (media access control) w pobliżu i określania pozycji z dokładnością 2–50 m, co idealnie sprawdza się w pomieszczeniach lub gęsto zabudowanych obszarach miejskich. GNSS zapewnia precyzyjne pozycjonowanie na zewnątrz i jest stosowany selektywnie w celu zminimalizowania zużycia energii.

Gdy Wi-Fi i GNSS są niedostępne lub wymagana jest praca przy bardzo niskim zużyciu energii, do oszacowania pozycji wykorzystywana jest lokalizacja komórkowa. Dzięki wielomodowemu modemowi LTE-M/NB-IoT nRF9151 i GNSS urządzenie Juno może działać w sieciach komórkowych, zapewniając transmisję danych na dużym obszarze bez konieczności stosowania lokalnych bram lub dodatkowej infrastruktury. Inteligentne oprogramowanie układowe Juno Tracker automatycznie wybiera najbardziej wydajną metodę lokalizacji, przełączając się między Wi-Fi lub pozycjonowaniem wewnątrz budynków opartym na sieci a GNSS na zewnątrz.

W celu pozycjonowania urządzenia Juno przesyłają dane skanowania GNSS i Wi-Fi bezpośrednio do nRF Cloud, gdzie ostateczna lokalizacja jest ustalana przy użyciu globalnych baz danych firmy Nordic. To oparte na chmurze podejście eliminuje potrzebę energochłonnego przetwarzania w urządzeniu i zapewnia wysoką dokładność nawet w trudnych warunkach.

– Podczas projektowania urządzenia Juno Tracker naszym priorytetem było stworzenie kompaktowego urządzenia o niskim poborze mocy, zdolnego do samodzielnego wykonywania zaawansowanych operacji śledzenia i logiki czujników przez długi czas bez konieczności konserwacji. Nordic nRF9151 był jedynym modułem SiP komórkowym, który spełniał wszystkie te wymagania w jednej platformie. Jego wydajny procesor i duża pamięć dają nam wystarczającą przestrzeń do uruchamiania naszych hybrydowych algorytmów pozycjonowania, logiki wykrywania zdarzeń i funkcji bezprzewodowej aktualizacji oprogramowania układowego [FOTA] bezpośrednio na urządzeniu – bez potrzeby stosowania zewnętrznego mikrokontrolera – wyjaśnił Manuel Hart.

Energooszczędne aktualizacje lokalizacji dzięki skanowaniu Wi-Fi

Oprócz układu nRF9151, urządzenie Juno Tracker wykorzystuje układ scalony Nordic nRF7000 Wi-Fi Companion. Zaprojektowany specjalnie do lokalizacji Wi-Fi opartej na identyfikatorze SSID w pasmach 2,4 GHz i 5 GHz, nawet wewnątrz budynków lub w gęsto zabudowanych obszarach miejskich.

– Zdecydowaliśmy się zintegrować układ scalony nRF7000 Wi-Fi Companion IC, ponieważ rozwiązał on jedno z głównych ograniczeń śledzenia wyłącznie za pomocą GNSS – utrzymanie dokładnego pozycjonowania w pomieszczeniach lub środowiskach z zakłóceniami sygnału bez wyczerpywania baterii – oznajmił Manuel Hart.

Dzięki zoptymalizowanym ustawieniom — takim jak jedno codzienne połączenie uplink i jedno codzienne ustalenie pozycji GNSS — tracker może działać przez wiele lat, nawet w trudnych warunkach, takich jak słaby zasięg sieci komórkowej lub ograniczona widoczność satelitów. Według firmy, nawet w trybach o wyższej aktywności użytkownicy mogą nadal oczekiwać długotrwałej wydajności bez konieczności ładowania.

Urządzenie Juno Tracker jest w pełni zintegrowane z ekosystemem Sentinum typu „sensor-to-cloud”, który obejmuje dedykowaną platformę śledzenia firmy „Orbix”. Dane są przetwarzane i wizualizowane za pomocą „Sentinum Dashboard” (opartego na ulepszonej platformie „ThingsBoard”) lub mogą być integrowane bezpośrednio z dowolną platformą zewnętrzną lub preferowanym przez klienta oprogramowaniem za pośrednictwem standardowych interfejsów API.

– Wybraliśmy Nordic Semiconductor nie tylko ze względu na technologię komórkową o niskim poborze mocy. Seria nRF91 zapewniła nam energooszczędność potrzebną do wieloletniej żywotności baterii, a nRF Connect SDK (Sapphire) ułatwiło integrację oprogramowania układowego i aktualizacje FOTA – dodał Manuel Hart.