Персональная сеть от Sigfox

Персональная сеть от Sigfox

Выпуск 25 (6699) от 19 декабря 2019 г.
РУБРИКА: СРЕДСТВА СВЯЗИ

Заключенный недавно союз компании Sigfox с туристической фирмой Amadeus имеет целью повышение эффективности отслеживания багажа и ряд иных усовершенствований. Отдельно было объявлено об улучшении точности геолокации с использованием GPS и Wi-Fi. Одним из ключевых моментов стал запуск нового предложения персональной сети (PAN), которое, по словам руководства компании, предоставляет клиентам выбор между частной или глобальной услугой в зависимости от их бюджета и целей.

PAN – это персональная сеть, входящая в сеть общего пользования Sigfox. Преимущество такого подхода заключается в том, что он дает клиентам возможность учитывать их сетевое подключение как капитальные затраты или текущие (операционные) расходы. Кроме того, наличие собственной выделенной сети гарантирует клиентам конфиденциальность данных и безопасность.

Выгодность предложения PAN Sigfox основана в том числе на существующей вокруг глобальной сети Sigfox (WAN) экосистеме. Возможность использования всех компонентов, представленных на рынке, в сочетании с малой потребляемой мощностью передачи для поддержки объектов, не требующих источников вторичного электропитания (ИВЭП), обеспечивает PAN Sigfox огромный потенциал дальнейшего развития. Первыми получат выгоду от PAN поставщики решений для умных домов или умных городов.

Преставители Sigfox заявляют, что в 2020 г. в результате партнерства с Eutelsat, которая создаст группировку наноспутников, будет завершено формирование WAN. Эта спутниковая группировка обеспечит связь по всему земному шару, усиливая покрытие, уже обеспеченное сетью Sigfox.


БОЛЕЕ ТОЧНАЯ ГЕОЛОКАЦИЯ И СНИЖЕННОЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

Sigfox объявила о двух новых дополнительных предложениях для повышения точности своих услуг геолокации: Atlas Native и Atlas Wi-Fi.

Atlas Native был запущен в январе 2017 г. и стал первым сервисом геолокации Sigfox, основанным исключительно на сети Sigfox. Он был доступен для каждого устройства, оснащенного самым простым модулем Sigfox, без необходимости использования GPS или других дополнительных аппаратных или программных компонентов. Теперь создатели решений с GPS-устройствами смогут бесплатно пользоваться услугой Atlas Native в обмен на право обработки данных. Сравнивая эти данные GPS о местоположении с цифровыми отпечатками удаленных приборов в сети Sigfox, алгоритмы машинного обучения, используемые для вычислений в сервисе Atlas, смогут уменьшить неопределенность «реального» местоположения объекта и повысить точность определения географического местоположения до 800 м.

Вторым предложением по услугам геолокации стало завершение глобального развертывания услуги Atlas Wi-Fi от Sigfox в партнерстве с корпорацией Here Technologies, создающей глобальную службу определения местоположения. Это открывает новые возможности для приложений Интернета вещей, особенно в цепочке поставок и логистике. Atlas Wi-Fi использует преимущества глобальной базы данных Here Technologies по точкам доступа Wi-Fi, которая теперь может запрашиваться Wi-Fi-трекерами Sigfox. Таким образом обеспечивается возможность генерировать более точное определение положения за счет получения данных об уникальных MAC-адресах в «облаке», а также с легкостью интегрировать геолокацию на улице и в помещении. Поскольку при определении местоположения на основе Wi-Fi потребляется меньше энергии, чем при использовании GPS, применение Atlas Wi-Fi помогает увеличить срок службы приборов отслеживания (с питанием от ИВЭП) в Интернете вещей [1].

Низкое энергопотребление – ​одно из важнейших требований, но ключом к распространению подключаемых приборов станет возможность подключения по чрезвычайно низкой цене. Поэтому Sigfox разработала образец стоимостью в 20 центов, а также активно экспериментирует со способами накопления энергии для питания удаленных подключенных устройств, что позволит продлить срок службы ИВЭП и снизить частоту их замены. Специалисты Sigfox считают, что, если преодолеть барьеры, связанные с затратами и энергопотреблением, можно достичь поставленной цели – ​внедрения 1 млрд подключаемых приборов – ​уже к 2023 г. В экспериментах Sigfox со способами накопления энергии задействована, например, естественная радиация в атмосфере, а также другие природные источники, такие как фрукты (рис. 1). При этом может генерироваться ток силой около 200 мкА, которого при некоторых обстоятельствах достаточно для передачи данных в сети Sigfox. До коммерциализации этих идей еще далеко, однако всегда можно использовать и печатные батареи.



Источник: EE Times

Рисунок 1. Эксперимент фирмы Sigfox по использованию фруктов в качестве источника питания


Новаторство подхода Sigfox заключается в использовании нелицензированной полосы частот. Кроме того, есть принципиальные отличия в том, как осуществляется управление спектром.

Прибор Sigfox настроен таким образом, что он не пытается постоянно синхронизироваться с сетью. При отсутствии данных для отправки ничего не происходит (в отличие от сотовой связи), благодаря чему заряд ИВЭП расходуется значительно меньше. Такой подход к управлению спектром обеспечивает функционирование приборов со сверхнизким энергопотреблением, что означает возможность создания нового класса устройств, потенциально даже с питанием от печатной батареи.

В чем отличие базовой архитектуры Sigfox? Согласно теореме Найквиста, самая высокая частотная составляющая в аналоговом сигнале определяет ширину полосы сигнала. Но представители компании Sigfox исповедуют альтернативный подход к ее пониманию. В данном случае речь идет о том, что в конечной полосе пропускания может находиться бесконечное количество информации. Тогда появляется возможность извлечь свой конкретный сигнал.

Таким образом, несмотря на то что занимаемая полоса пропускания имеет много сигналов, упрощается сама обработка этих сигналов. Один из патентов Sigfox «Метод поиска полезного сигнала в полосе мультиплексирования» (Method for Searching for a Useful Signal in a Multiplexing Band) описывает фирменное решение для поиска наличия полезного сигнала, имеющего неизвестную заранее центральную частоту, а также для обнаружения и безо-шибочного декодирования такого сигнала.

В дальнейшем планируется создание приборов со сверхнизким энергопотреблением, которые могут получать питание с помощью сбора энергии. Цель – ​снова соединить цифровой мир с физическим. Прежде специалисты Sigfox были сосредоточены на более высоких скоростях передачи данных, их системы становились более энергозатратными и, соответственно, плохо подходили для мониторинга простых активов. Сегодня ключевая идея Sigfox состоит в создании сети для эффективной обработки небольших сообщений с данными – ​что позволит создавать недорогие приборы с ультранизким энергопотреблением [2].


НОВЫЕ СРЕДСТВА ОТСЛЕЖИВАНИЯ АКТИВОВ И СЧЕТЧИКИ ГАЗА В ЯПОНИИ

Ежегодно аэропорты и авиакомпании обрабатывают миллиарды единиц багажа и посылок, которые часто теряются, повреждаются или задерживаются. Это приводит к финансовым потерям по всей цепочке создания стоимости, снижению эффективности работы и росту недовольства путешественников. Существующие технологии отслеживания требуют дорогостоящих обновлений инфраструктуры (например, шлюзов и считывателей), но при этом предоставляют ограниченные возможности взаимодействия и геолокации. В то же время новые правила, такие как Резолюция 753 Международной ассоциации воздушного транспорта по отслеживанию багажа (IATA Resolution 753 on luggage tracking), требуют устанавливать более строгие нормы по отслеживанию и повышать их прозрачность для сокращения потерь багажа.

В связи с этим Sigfox и Amadeus, поставщик ИТ-решений индустрии путешествий и туризма, объявили о новом стратегическом партнерстве для разработки портфеля решений, удовле-творяющих потребности в эффективных средствах и мерах по отслеживанию активов (в т. ч. багажа), а также сокращающих эксплуатационные проблемы аэропортов и авиакомпаний.

Одно из таких предложений – ​PinPoint, комплексное решение отслеживания в сфере авиа-перевозок, изначально предназначенное для аэропортов и авиакомпаний с оптимально разработанными трекерами, подключенными к глобальной сети Sigfox и связанными через нее. Благодаря многоразовым биркам, размещаемым на багаже, бесконтактным датчикам измерения расстояния, установленным в аэропортах, и глобальному охвату сети Sigfox авиакомпании смогут точно отслеживать местонахождение багажа и обнаруживать его ненадлежащее местоположение или маршрут. В случае ценных активов авиакомпании смогут использовать технологию для сбора данных, сигнализирующих о перемещении и потере этих активов.

Sigfox также подготовила новую технологию Bubble, решение из области предупредительной (направляющей) сигнализации, выполняющее функцию измерения расстояния. Оно будет разработано и развернуто в сотрудничестве с новым партнером Alps Alpine, производителем электронных компонентов. Управляя мощностью излучения, «облако» Sigfox изменяет диапазон измерения расстояния Bubble от менее одного метра до нескольких десятков метров, повышая точность определения местоположения идентификационного устройства Sigfox. При входе в зону действия соты Bubble устройства Sigfox и связанные с ними активы делятся с «облаком» своими идентификационными данными, обеспечивая точное определение местоположения каждого актива.

В Японии к концу 2020 фин. г. станут «умными» 850,0 тыс. газовых счетчиков корпорации Nippon Gas (Nicigas) по всей стране – ​за счет использования усовершенствованного считывателя показаний газовых счетчиков Space Hotaru, разработанного UnaBiz и Soracom. Представитель Sigfox назвал данный проект одним из крупнейших на сегодняшний день решений для интеллектуальных устройств (рис. 2). Блок управления сетью (NCU) собирает и передает данные о потреблении газа на платформу данных Интернета вещей Nicigas (Nicigas Stream) через беспроводную сеть Sigfox, развернутую в Японии и позволяющую дистанционно управлять газовыми клапанами. NCU – ​энергоэффективный прибор, рассчитанный на работу от встроенных аккумуляторов продолжительностью более 10 лет. Кроме того, NCU сообщает об инцидентах, связанных со счетчиком. Газовый клапан запрограммирован на автоматическое отключение в случае землетрясения, что обеспечивает удобство и безопасность в режиме реального времени. Решение работает в сети, управляемой Kyocera Communication Systems, дочерней компанией Kyocera Corp.



Источник: Sigfox

Рисунок 2. Модернизированный блок управления сетью (NCU) сделает «умными» 850,0 тыс. газовых счетчиков в Японии


Южнокорейская компания SeongJi Industrial, производитель модулей беспроводной связи, поглотившая в начале 2019 г. занятую в сфере Интернета вещей компанию Wisol, объявила о создании двух новых модулей SRM100A и SRM200A Sigfox Monarch, предоставляющих уникальную услугу распознавания радиосигналов, позволяющую приборам управлять изменениями радиочастоты без какого-либо дополнительного оборудования, такого как чипсеты GPS или Wi-Fi. Устройства смогут бесперебойно работать во всех частях света, автоматически распознавая местные стандарты радиочастот и адаптируясь к ним. Таким образом, открываются возможности использования этой технологии в логистике и цепочке поставок, в отрасли производства потребительских товаров (пищевая промышленность, легкая промышленность) и в автоматизированном обслуживании водного, авиационного и железнодорожного транспорта.

SRM100A – ​это модуль Monarch + BLE5.0 (Bluetooth 5-го поколения), объединяющий в себе «систему-на-кристалле» Bluetooth LE BlueNRG‑2 и радиопередатчик S2-LP (оба устройства от корпорации STMicroelectronics) со сверхнизким энергопотреблением. Он претендует на звание самого маленького модуля Monarch (21,5×19,5×2,5 мм) в мире и дает возможность быстрой настройки под требования клиентов благодаря заранее сформированным половинным межслойным соединениям для поверхностного монтажа и сервису FOTA в рамках BLE5.0. SRM200A – ​это современный модуль STMicroelectronics, объединяющий устройства BlueNRG‑2 и S2-LP наряду с BLE5.0, Wi-Fi, GPS и акселерометром. Он используется для таких приложений, как отслеживание внутри и вне помещений, а также для глобальной логистики и отслеживания активов. Его размер – ​29,0×21,0×2,3 мм, он поддерживает функцию BLE FOTA и ярлычки NFC для активации при эксплуатации и обеспечения сенсорных сопряжений.

Новая технология Sigfox с момента ее внедрения в промышленный ассортимент беспроводных сетей полностью поддерживает возможность подключения к прибору S2-LP, наиболее оптимизированному и высокопроизводительному радиочастотному решению ISM-диапазона. Модули SeongJi SRM100A и SRM200A значительно упрощают внедрение сетевой технологии Sigfox для глобальных рынков отслеживания активов и логистики [1].


Dahad Nitin. Sigfox Debuts ‘Private Area Network,’ or PAN. EE Times magazine, November 24, 2019: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1335321

Dahad Nitin. Sigfox to Support a Billion Devices by 2023. EE Times magazine, November 24, 2019: https://www.eetimes.com/sigfox-to-support-a-billion-devices-by


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 22(6746) от 11 ноября 2021 г. г.
Выпуск 20(6744) от 14 октября 2021 г. г.
Выпуск 18(6742) от 16 сентября 2021 г. г.