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環境能源物聯網將為資產追蹤帶來革新
 

【作者: Franz Dugand】   2024年05月29日 星期三

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智慧邊緣裝置無處不在:汽車、手機、手錶、停車收費表等不勝枚舉。從裝置數量來看,透過供應鏈進行資產追蹤是一個特別受關注的領域,從製造、運輸、倉儲,一直到商業終端使用者或零售貨架。然而,目前的資產追蹤平台都受到各種限制。它們的成本必須非常低,最終可拋棄式以支援廣泛部署;維護需求極低,實際上是無電池的;並且必須符合可持續發展法規,理想情況下也應該是無電池的。


被動式 RFID 標籤滿足了這些需求,但需要配備掃描器的工作人員才能讀取標籤(主動式 RFID 標籤則無法滿足第一組需求)。環境能源物聯網將透過從環境中獲取能量來滿足這些需求,只需足夠的能量即可滿足感測和與附近網路通訊的需求,而無需掃描器。



圖一 : 智慧邊緣裝置無處不在:汽車、手機、手錶、停車收費表等不勝枚舉。
圖一 : 智慧邊緣裝置無處不在:汽車、手機、手錶、停車收費表等不勝枚舉。

環境能源物聯網

從環境中獲取能量的想法已經存在一段時間了。陽光或人造光、環境中的無線電波和機器振動只是其中一些可能的來源。能量採集平台已經出現了一段時間,但它們以獨立晶片的形式封裝,無法滿足一次性環境能源物聯網設備的價格期望(例如每單位 40 美分)。


物聯網外形尺寸的另一個挑戰是,透過這種方式只能產生非常少量的能量。雖然這些能量可以用於涓流充電小型電池或電容器,但不足以驅動裝置進行感測、計算和通訊。


近來,一個令人興奮的資產追蹤應用 - 零售業電子貨架標籤 (ESL) - 正在迅速發展。這種技術將更新訊息廣播到商店中的所有標籤,使價格和促銷訊息保持最新,而無需配備掃描器的工作人員檢查標籤。這些 ESL 證明了這個概念的可行性,但通訊方式主要基於相互競爭的專有標準。藍牙技術聯盟 (Bluetooth SIG) 現在已經將 BLE 協定標準化用於 ESL,這使得 BLE 成為整體環境能源物聯網標準中顯而易見的通訊選擇。


與環境能源物聯網產品開發人員的討論首先聚焦於透過減少功能和使用選項來實現更小的物聯網裝置外形尺寸,以降低能源需求和成本,同時仍足以滿足資產追蹤的目的。連接選項是這種簡化的主要原因,協定必須預期大部分時間處於睡眠模式,透過計時器或外部提示喚醒,觸發短暫的資料收集和傳輸,然後再次進入睡眠狀態。在這個週期中消耗的能量必須盡可能地降低。


資產追蹤討論的另一個非常重要的部分集中在更廣泛的通訊支援上。BLE 只能在有限的範圍內保持節能(可透過網狀網路稍微擴展)。對於更遠的距離,通訊必須連接到 Wi-Fi(例如在倉庫中進行資產追蹤時)或蜂巢式平台(在更偏遠的位置進行資產追蹤時)。通訊標準機構,如 3GPP(蜂巢式通訊)和 IEEE(Wi-Fi),以及藍牙技術聯盟,都在積極制定可互操作的標準,以滿足新興環境能源物聯網市場的期望。


用於環境能源物聯網

Ceva已經是嵌入式無線和有線連接領域的主要供應商,其產品包括矽晶片和軟體 IP。Ceva 藍牙連接平台(提供 BLE 或帶有經典藍牙的雙模解決方案)多年來一直密切關注藍牙技術聯盟發布的標準,目前已部署在數十億種產品中。


對於環境能源物聯網應用而言,Ceva 藍牙架構特別適合極低功耗配置,這一點非常重要。輔助硬體加速器可以分擔嵌入式 CPU 通常需要處理的準備發送或接收資料封包的大量工作。CPU 可以保持更長時間的睡眠狀態,而經過功率最佳化的 BLE 平台則處理更多的發送/接收負載,從而降低每個週期的總能耗。



圖二 : Ceva BLE IP 擁有輔助硬體加速器,可顯著降低整體功耗
圖二 : Ceva BLE IP 擁有輔助硬體加速器,可顯著降低整體功耗

同樣重要的是,Ceva 在 Wi-Fi IP 和 5G 及 LTE 蜂巢式無線通訊(包括 NB-IoT)方面同樣強大且應用廣泛。也許您正在計劃一個完整的系統平台,透過藍牙信標將固定無線接入平台連接到環境能源物聯網裝置。可能計劃採用基於 Wi-Fi 無線基地台的類似解決方案。或者可能只想建構邊緣裝置(以及可能的信標),並連接到現有的基礎設施。Ceva 完全符合標準且經過生產驗證的成功經驗,是連接無故障的保證。


(本文作者Franz Dugand為Ceva公司銷售及行銷資深總監 )


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