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环境能源物联网将为资产追踪带来革新
 

【作者: Franz Dugand】2024年05月29日 星期三

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智慧边缘装置无处不在:汽车、手机、手表、停车收费表等不胜枚举。从装置数量来看,透过供应链进行资产追踪是一个特别受关注的领域,从制造、运输、仓储,一直到商业终端使用者或零售货架。然而,目前的资产追踪平台都受到各种限制。它们的成本必须非常低,最终可抛弃式以支援广泛部署;维护需求极低,实际上是无电池的;并且必须符合可持续发展法规,理想情况下也应该是无电池的。


被动式 RFID 标签满足了这些需求,但需要配备扫描器的工作人员才能读取标签(主动式 RFID 标签则无法满足第一组需求)。环境能源物联网将透过从环境中获取能量来满足这些需求,只需足够的能量即可满足感测和与附近网路通讯的需求,而无需扫描器。



图一 : 智慧边缘装置无处不在:汽车、手机、手表、停车收费表等不胜枚举。
图一 : 智慧边缘装置无处不在:汽车、手机、手表、停车收费表等不胜枚举。

环境能源物联网

从环境中获取能量的想法已经存在一段时间了。阳光或人造光、环境中的无线电波和机器振动只是其中一些可能的来源。能量采集平台已经出现了一段时间,但它们以独立晶片的形式封装,无法满足一次性环境能源物联网设备的价格期??(例如每单位 40 美分)。


物联网外形尺寸的另一个挑战是,透过这种方式只能产生非常少量的能量。虽然这些能量可以用於涓流充电小型电池或电容器,但不足以驱动装置进行感测、计算和通讯。


近来,一个令人兴奋的资产追踪应用 - 零售业电子货架标签 (ESL) - 正在迅速发展。这种技术将更新讯息广播到商店中的所有标签,使价格和促销讯息保持最新,而无需配备扫描器的工作人员检查标签。这些 ESL 证明了这个概念的可行性,但通讯方式主要基於相互竞争的专有标准。蓝牙技术联盟 (Bluetooth SIG) 现在已经将 BLE 协定标准化用於 ESL,这使得 BLE 成为整体环境能源物联网标准中显而易见的通讯选择。


与环境能源物联网产品开发人员的讨论首先聚焦於透过减少功能和使用选项来实现更小的物联网装置外形尺寸,以降低能源需求和成本,同时仍足以满足资产追踪的目的。连接选项是这种简化的主要原因,协定必须预期大部分时间处於睡眠模式,透过计时器或外部提示唤醒,触发短暂的资料收集和传输,然後再次进入睡眠状态。在这个周期中消耗的能量必须尽可能地降低。


资产追踪讨论的另一个非常重要的部分集中在更广泛的通讯支援上。BLE 只能在有限的范围内保持节能(可透过网状网路稍微扩展)。对於更远的距离,通讯必须连接到 Wi-Fi(例如在仓库中进行资产追踪时)或蜂巢式平台(在更偏远的位置进行资产追踪时)。通讯标准机构,如 3GPP(蜂巢式通讯)和 IEEE(Wi-Fi),以及蓝牙技术联盟,都在积极制定可互操作的标准,以满足新兴环境能源物联网市场的期??。


用於环境能源物联网

Ceva已经是嵌入式无线和有线连接领域的主要供应商,其产品包括矽晶片和软体 IP。Ceva 蓝牙连接平台(提供 BLE 或带有经典蓝牙的双模解决方案)多年来一直密切关注蓝牙技术联盟发布的标准,目前已部署在数十亿种产品中。


对於环境能源物联网应用而言,Ceva 蓝牙架构特别适合极低功耗配置,这一点非常重要。辅助硬体加速器可以分担嵌入式 CPU 通常需要处理的准备发送或接收资料封包的大量工作。CPU 可以保持更长时间的睡眠状态,而经过功率最隹化的 BLE 平台则处理更多的发送/接收负载,从而降低每个周期的总能耗。



图二 : Ceva BLE IP 拥有辅助硬体加速器,可显着降低整体功耗
图二 : Ceva BLE IP 拥有辅助硬体加速器,可显着降低整体功耗

同样重要的是,Ceva 在 Wi-Fi IP 和 5G 及 LTE 蜂巢式无线通讯(包括 NB-IoT)方面同样强大且应用广泛。也许您正在计划一个完整的系统平台,透过蓝牙信标将固定无线接入平台连接到环境能源物联网装置。可能计划采用基於 Wi-Fi 无线基地台的类似解决方案。或者可能只想建构边缘装置(以及可能的信标),并连接到现有的基础设施。Ceva 完全符合标准且经过生产验证的成功经验,是连接无故障的保证。


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