Brug en mobil- og GPS-SiP til hurtig implementering af aktivsporing til landbrug og smarte byer

Udviklere af Internet of Things (IoT) og udstyr til sporing af aktiver og systemer til industri, landbrug og smarte byer har brug for en måde at kommunikere over lange afstande med minimal strøm i længere tid. Trådløse teknologier som RFID-tags, Bluetooth og Wi-Fi bruges allerede i vid udstrækning til aktivsporingsløsninger, men de har begrænset rækkevidde og bruger for meget strøm. Det, der kræves, er en kombination af GPS og en tilpasning af infrastruktur såsom mobilnetværk, der allerede er bredt udbredt og er designet til kommunikation i længere intervaller end tilgængelig med Wi-Fi eller Bluetooth.

LTE-baserede mobilnetværk blev oprindeligt designet til trådløs bredbåndsforbindelse til mobile produkter og enheder. IoT-applikationer kan derimod fås ved at bruge mindre effekt, smalbånds cellulære teknologier såsom langsigtet udvikling for maskiner (LTE-M) og smalbånds-IoT (NB-IoT). Stadig, RF/trådløs design er vanskelig, og udviklere, der mangler omfattende erfaring, især med hensyn til mobil, står over for store problemer med at implementere et fungerende design, der optimerer trådløs ydelse og strømforbrug, samtidig med at de overholder internationale lovgivningsmæssige retningslinjer for både mobil- og GPS-lokaliseringstjenester, samt specifikke transportørkrav.

Denne artikel beskriver tendenser og designkrav ved aktivsporing. Derefter introducerer den en GPS og en cellulær smalbåndssystem-i-pakke-løsning (SiP) fra Nordic Semiconductor og viser, hvordan det i høj grad kan forenkle implementeringen af GPS-aktiverede mobilenheder til aktivsporing og andre landbrugs- og intelligente IoT-applikationer.

Hvorfor aktivsporing bliver stadig vigtigere

Evnen til at sende produkter effektivt er afgørende for handel: Amazon sendte alene anslået fem milliarder pakker i 2019 og brugte næsten 38 milliarder dollar i forsendelsesomkostninger - en stigning på 37 % i forhold til 2018^[1,2]. For ethvert rederi er forsinkelser, skader og tyveri en betydelig belastning for producenter, distributører og kunder. For Amazon blev næsten en fjerdedel af de afsendte pakker returneret, 21 procent, fordi kunden modtog en beskadiget pakke^[3].

Amazon er på ingen måde alene om at afsætte en betydelig del af deres budget til forsendelse. I henhold til rapporten fra State of Logistics 2020 fra Council of Supply Chain Management Professionals (CSCMP) brugte virksomheder næsten 1,7 billioner dollars på forsendelsesomkostninger i 2019 - en udgift, der tegner sig for 7,6 % af det amerikanske bruttonationalprodukt (BNP)^[4]. På disse niveauer kan evnen til at spore pakker, identificere forsinkelser og tilfælde af skade give leverandører og købere en væsentlig fordel ved at rette forsendelsesproblemer.

Udover at følge pakker gennem forsyningskæden har de fleste virksomheder brug for forbedrede metoder til at spore deres egne aktiver og lokalisere forkerte varer. Alligevel logger halvdelen af alle virksomheder stadig aktiver manuelt, og af dem stoler mange på medarbejdere til at søge gennem lagerhuse, anlæg og fysiske placeringer for at finde manglende aktiver^[5].

Sammenligning af tilslutningsteknologier til aktivsporing

Selvom der er opstået en række løsninger, der hjælper med at automatisere aktivsporing, har de underliggende teknologier et begrænset dækningsområde, er dyre pr. enhedsomkostning eller har høje strømkrav. Sidstnævnte er kritisk, da aktivsporing og eksterne IoT-enheder er batteridrevne enheder.

Konventionelle sporingsmetoder baseret på passiv radiofrekvensidentifikation (RFID) kan ikke levere live data under transit og kræver, at pakker passerer gennem et fysisk kontrolpunkt for at opdage RFID-mærket, der er knyttet til en pakke. Batteridrevne aktive RFID-tags er i stand til at levere placeringsdata i realtid, men kræver yderligere infrastruktur og er begrænset i dækning.

Sammenlignet med RFID-tags tilbyder Bluetooth low energy (BLE) og Wi-Fi gradvis større rækkevidde inden for et dækningsområde udstyret med faste lokalisatorer til hver teknologi. Baseret på et rigt økosystem af enheder og software anvendes BLE og Wi-Fi allerede i henholdsvis placeringsbaserede applikationer såsom COVID-19-kontaktsporing og konventionelle realtids-lokaliseringstjenester (RTLS). Med tilgængeligheden af retningsfunktioner i Bluetooth 5.1 kan placeringen af et tag beregnes nøjagtigt baseret på data om ankomstvinkel (AoA) og afgangsvinkel (AoD) (figur 1).

Figur 1: Avancerede retningsfindingsfunktioner i Bluetooth understøtter præcis placering af et tag i tredimensionelt rum. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

Mens BLE-applikationer forbliver begrænset til applikationer med kort rækkevidde, kan Wi-Fi's større rækkevidde gøre det effektivt til brug i aktivsporingsapplikationer inden for et lager eller en virksomheds lokation. Alligevel er Wi-Fi RTLS-tags typisk dyre enheder med strømkrav, der gør batterier upraktiske, hvilket begrænser dets anvendelse til at spore større, dyre aktiver. Samtidig kan store implementeringer, der bruger en af disse teknologier, lide af stigende støj i deres modtagelsesbåndbredde, hvilket fører til tabte eller ødelagte pakker og forringelse af funktioner til placeringsdetektering.

På trods af deres potentielle anvendelse til sporing af aktiver lokalt, kan hverken RFID, BLE eller Wi-Fi give den dækning, der er nødvendig for nemt at spore et aktiv, når det forlader lageret eller virksomhedens lokation. Evnen til at spore en pakke eller et udstyr regionalt eller endda globalt afhænger af tilgængeligheden af en trådløs teknologi, der er i stand til at opnå både udvidet rækkevidde og drift med lav effekt.

Alternativer baseret på UWB-teknologi (low-power ultra-wideband) kan nå et betydeligt interval, men netværksdækningen er fortsat begrænset. Faktisk er det kun få alternativer, der kan give den slags global dækning, der allerede er tilgængelig med LPWAN-løsninger (low-power wide-area network) baseret på LPWAN-teknologistandarder defineret af 3rd Generation Partnership Project (3GPP) - det internationale konsortium, der definerer standarder for mobilkommunikation .

Opnå global rækkevidde med mobilforbindelse

Blandt 3GPP-standarder er de, der er baseret på LTE-M og NB-IoT-teknologier, designet specielt til at give en relativt let cellulær protokol, der passer godt til IoT-kravene til datahastighed, båndbredde og strømforbrug.

Defineret i 3GPP Release 13, LTE Cat M1 er en LTE-M-standard, der understøtter 1 megabit pr. Sekund (Mbit/s) til både downlink- og uplink-overførsler med 10-15 millisekunder (ms) latenstid og 1,4 megahertz (MHz) båndbredde. Cat-NB1 er også defineret i 3GPP Release 13, og er en NB-IoT-standard, der tilbyder 26 kilobit per sekund (Kbits/s) downlink og 66 Kbits/s uplink med 1,6 til 10 s latenstid og 180 kilohertz (kHz) båndbredde. Defineret i 3GPP Release 14, en anden NB-IoT-standard, tilbyder Cat-NB2 højere datahastigheder ved 127 Kbits/s downlink og 159 Kbits/s uplink.

Selv om de specifikke egenskaber ved disse to brede klasser af LPWAN-teknologi ligger langt uden for omfanget af denne korte artikel, kan begge fungere effektivt til typiske aktivsporingsapplikationer. Kombineret med sensorer og global positioneringssatellit (GPS) i kompakte pakker kan aktivsporingsløsninger baseret på LTE-M eller NB-IoT-baserede cellulære LPWAN'er understøtte den slags muligheder, der kræves til aktivstyring og end-to-end logistik.

I betragtning af LPWANs potentiale for at opnå større effektivitet og omkostningsbesparelser fortsætter cellulær LPWAN fortsat med at spille en større rolle inden for logistik. Med tilgængeligheden af nRF9160 SiP fra Nordic Semiconductor kan udviklere hurtigere og lettere betjene den voksende efterspørgsel efter LPWAN-baserede enheder, der er nødvendige for mere effektiv aktivsporing eller andre IoT-applikationer.

Hvordan en SiP-enhed kan levere en drop-in-aktivsporingsløsning

Nordic Semiconductors nRF9160 SiP-enhed med lav effekt kombinerer en Nordic Semiconductor nRF91 system-on-chip (SoC) -enhed med supportkredsløb for at levere en komplet LPWAN-forbindelsesløsning i et enkelt 10 x 16 x 1,04 millimeter (mm) land netarray (LGA) pakke. Sammen med en Arm® Cortex®-M33-baseret mikrocontroller dedikeret til applikationsbehandling, nRF91 SoC-varianter integrerer et LTE-M-modem i NRF9160-SIAA SiP, NB-IoT-modem i NRF9160-SIBA SiP, og både LTE-M og NB-IoT samt GPS i NRF9160-SICA Nippe til. Desuden er nRF9160 SiP præ-certificeret til at imødekomme globale, regionale og bærbare cellulære krav, hvilket giver udviklere mulighed for hurtigt at implementere cellulære forbindelsesløsninger uden de forsinkelser, der typisk er forbundet med overensstemmelsestest.

Alle SiP-versioner kombinerer den mikrocontroller-baserede applikationsprocessor og modem med et omfattende sæt perifert udstyr, inklusive en 12-bit analog-til-digital-konverter (ADC), der ofte er nødvendig i sensordesign. SiP-pakker yderligere SoC med et RF-frontend, strømstyringsintegreret kredsløb (PMIC) og yderligere komponenter for at skabe en drop-in-løsning til LPWAN-forbindelse (figur 2).

Figur 2: Nordic Semiconductor nRF9160 SiP kombinerer en SoC med applikationsprocessor og LTE-modem med andre komponenter, der er nødvendige for at implementere et kompakt mobilbaseret laveffektdesign til aktivsporing eller andre IoT-applikationer. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

Som SoCs mikrocontroller, der fungerer som værtsprocessor, integreres en række sikkerhedsfunktioner designet til at imødekomme det voksende behov for sikkerhed i tilsluttede enheder, herunder IoT-enheder og aktivsporingssystemer. Baseret på Arm TrustZone-arkitekturen integrerer mikrocontrolleren en Arm Cryptocell-sikkerhedsblok, som kombinerer en kryptografiaccelerator med offentlig nøgle med mekanismer designet til at beskytte følsomme data. Derudover tilvejebringer en sikker nøglehåndteringsenhed (KMU) sikker opbevaring af flere typer hemmelige data inklusive nøglepar, symmetriske nøgler, hashes og private data. En separat systembeskyttelsesenhed (SPU) giver også sikker adgang til hukommelser, perifere enheder, enhedsstifter og andre ressourcer.

I drift fungerer SoC's mikrocontroller som vært, udfører applikationssoftware samt starter og stopper modemet. Bortset fra at reagere på start- og stopkommandoer fra værten, håndterer modemet sine egne operationer ved hjælp af dets betydelige supplement af integrerede blokke inklusive en dedikeret processor, RF-transceiver og modembaseband. Modemet kører sin integrerede firmware og understøtter fuldt ud 3GPP LTE udgivelse 13 Cat-M1 og Cat-NB1. Release 14 Cat-NB2 understøttes i hardware, men kræver yderligere firmware for at fungere.

Hvordan nRF9160 SiP opnår mobilforbindelse med lav effekt

NRF9160 SiP kombinerer sin omfattende hardwarefunktionalitet med et komplet sæt strømstyringsfunktioner. Den medfølgende PMIC understøttes af en strømstyringsenhed (PMU), der overvåger strømforbruget og automatisk starter og stopper ure og forsyningsregulatorer for at opnå det lavest mulige strømforbrug (figur 3).

Figur 3: nRF9160 SiP inkluderer en PMU, der automatisk styrer ure og forsyningsregulatorer for at optimere strømforbruget. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

Sammen med en strømtilstand til System OFF, som kun opretholder strøm til kredsløb, der er nødvendige for at vække enheden, understøtter PMU et par System ON-strømtilstande. Efter power-on-reset (POR) kommer enheden op i sub-tilstand med lav effekt, som placerer funktionelle blokke inklusive applikationsprocessor, modem og perifert udstyr i inaktiv tilstand. I denne tilstand starter og stopper PMU automatisk clock og spændingsregulatorer til forskellige blokke efter behov.

Udviklere kan tilsidesætte standardundertilstanden med lavt strømforbrug og i stedet skifte til en subtilstand med konstant latenstid. I konstant latenstidsundertilstand opretholder PMU strømmen til nogle ressourcer og handler med en inkrementel stigning i strømforbrug for evnen til at give en forudsigelig svartid. Udviklere kan påberåbe sig en tredje strømtilstand ved hjælp af den eksterne aktiveringsstift, der slukker for hele systemet. Denne kapacitet vil typisk blive brugt i et systemdesign, der bruger nRF9160 SiP som en kommunikationscoprocessor styret af værtssystemets hovedprocessor.

Disse strømoptimeringsfunktioner gør det muligt for SiP at opnå den slags drift med lav strøm, der er nødvendig for at sikre forlænget batterilevetid i en aktivsporingsenhed. For eksempel, med mikrokontrolleren i inaktiv tilstand og modemet slukket, forbruger SiP kun 2,2 mikroampere (mA) med realtidstælleren aktiv. Med både mikrocontrolleren og modemet slukket, og strømmen kun opretholdes til GPIO-baserede wakeup-kredsløb til generel input output, bruger SiP kun 1,4 mA.

SiP fortsætter med at opnå drift med lav effekt, mens den udfører forskellige behandlingsbelastninger. For eksempel kræver kørsel af CoreMark-benchmark med et 64 MHz-clock kun ca. 2,2 milliampere (mA). Da flere perifere enheder er aktiveret, stiger naturligvis strømforbruget tilsvarende. Alligevel kan mange sensorbaserede overvågningsapplikationer ofte fungere effektivt til reducerede driftshastigheder, der hjælper med at opretholde lavt strømdrift. For eksempel falder strømforbruget til det integrerede differentielle successive tilnærmelsesregister (SAR) ADC fra 1288 mA til mindre end 298 mA, når der skiftes fra et ur med høj nøjagtighed til et ur med lav nøjagtighed til prøvetagning i begge scenarier med 16 kilosampler pr. Sekund (Ksamples/s).

Enheden bruger også andre strømoptimeringsfunktioner til sine andre funktionelle blokke inklusive GPS. I normal driftstilstand forbruger kontinuerlig sporing med GPS cirka 44,9 mA. Ved at aktivere en GPS-strømbesparende tilstand falder strømforbruget til kontinuerlig sporing til 9,6 mA. Ved at reducere GPS-samplingshastigheden fra kontinuerlig til hvert andet minut eller deromkring, kan udviklere reducere strømmen betydeligt. For eksempel bruger GPS-modulet kun 2,5 mA, når der udføres en single-shot GPS-fix hvert andet minut.

Enhedens understøttelse af andre strømbesparende driftstilstande strækker sig også til nRF9160 SiPs modem. Med denne enhed kan udviklere aktivere modemfunktioner, der understøtter specielle mobilprotokoller designet specielt til at reducere strømmen i batteridrevne tilsluttede enheder.

Brug af cellulære protokoller med lav effekt

Som med enhver trådløs enhed er den største bidragsyder til strømforbrug udover værtsprocessoren typisk radioundersystemet. Konventionelle cellulære radioundersystemer drager fordel af strømbesparelsesprotokoller, der er indbygget i den cellulære standard. Smartphones og andre mobile enheder bruger typisk en funktion kaldet diskontinuerlig modtagelse (DRX), som gør det muligt for enheden at slukke for sin radiomodtager i en periode, der understøttes af transportnetværket.

Den udvidede diskontinuerlige modtagelsesprotokol (eDRX) tillader ligeledes enheder med lav effekt, såsom batteridrevne aktivsporere eller andre IoT-enheder, angive, hvor længe de planlægger at være i dvale, inden de tager tilbage med netværket. Ved at aktivere eDRX-drift kan en LTE-M-enhed sove op til ca. 43 minutter, mens en NB-IoT-enhed kan være i dvale op til ca. 174 minutter, hvilket dramatisk forlænger batteriets levetid (figur 4).

Figur 4: nRF9160 SiP's modem understøtter udvidet diskontinuerlig modtagelse, som gør det muligt for enheder at opnå dramatiske strømbesparelser ved at sove i en periode, der er forhandlet med det mobile netværk. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

En anden cellulær driftstilstand, kaldet strømbesparelsestilstand (PSM), gør det muligt for enheder at forblive registreret i det mobile netværk, selvom de er i dvaletilstand og ikke kan nås af netværket. Normalt, hvis et mobilnetværk ikke er i stand til at nå en enhed inden for en vis periode, vil det afbryde forbindelsen til enheden og kræve, at enheden udfører en gentilslutningsprocedure, der bruger en inkrementel mængde strøm. Under langvarig drift af en batteridrevet enhed kan dette gentagne lille strømforbrug udtømme eller reducere batteriopladningen betydeligt.

En enhed aktiverer PSM ved at forsyne netværket med et sæt timerværdier, der angiver, hvornår det med jævne mellemrum bliver tilgængeligt, og hvor længe det vil være tilgængeligt, inden det vender tilbage til dvaletilstand (figur 5).

Figur 5: Den cellulære PSM-protokol tillader enheder at drage fordel af dvaletilstand med lav effekt uden at pådrage strømomkostningerne ved gentilslutning ved at forhandle specifikke perioder, når de ikke kan nås. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

På grund af PSM-forhandlingerne løsner transportnetværket ikke enheden. Faktisk kan enheden vågne når som helst og genoptage kommunikationen. Fordelen er, at den bruger sin lavtydende dvaletilstand, når den ikke har noget at kommunikere uden at miste sin evne til at vågne efter behov og med det samme kommunikere.

NRF9160 SiP understøtter både eDRX og PSM, hvilket gør det muligt for enheden at opretholde drift med minimalt strømforbrug. I en uopnåelig fase med PSM bruger enheden kun 2,7 μA. eDRX bruger kun lidt mere strøm og forbruger 18 μA i Cat-M1-drift eller 37 μA i Cat-NB1-drift, mens der bruges cyklusser på 82,91 sekunder.

Udvikling af sporing af aktiver med lav effekt

Implementering af hardware-designet til en aktivsporingsenhed baseret på nRF9160 SiP kræver få ekstra dele ud over afkobling af komponenter, antenner og dem, der er nødvendige for separate matchende netværk til GPS- og LTE-antenner (figur 6).

Figur 6: Ved hjælp af Nordic Semiconductor nRF9160 SiP har udviklere brug for få yderligere komponenter til at implementere hardwaredesignet til en komplet mobilbaseret aktivsporing eller anden IoT-enhed. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

Udviklere kan nemt kombinere nRF9160 SiP med en Bluetooth-enhed, såsom Nordic Semiconductor NRF52840 Bluetooth trådløs mikrocontroller og sensorer til implementering af en sofistikeret sensorbaseret GPS-aktiveret mobilt aktivsporing, der giver brugerne adgang til data via deres smartphones og andre Bluetooth-aktiverede mobile enheder.

Nordic Semiconductor hjælper yderligere udviklere med hurtigt at begynde at evaluere mobilbaserede designs gennem et par udviklingssæt. Nordic Semiconductor til hurtig prototyping af sensorbaserede aktivsporingsapplikationer NRF6943 THINGY: 91 cellulært IoT-udviklingssæt leverer et komplet batteridrevet sensorsystem, der parrer nRF9160 SiP med en NRF52840 Bluetooth-enhed, flere sensorer, grundlæggende brugergrænsefladekomponenter, et genopladeligt batteri på 1400 milliamp-time (mAh) og et SIM-kort til tillad out-of-the-box mobilforbindelse (figur 7).

Figur 7: Nordic Semiconductor NRF6943 THINGY: 91 cellulært IoT-udviklingssæt giver en komplet platform til hurtig prototyping af sensorbaserede applikationer med både mobil- og Bluetooth-forbindelse. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

Til specialudvikling, Nordic Semiconductor NRF9160-DK kit fungerer som en øjeblikkelig udviklingsplatform og reference til nye designs. Selvom det ikke inkluderer sensorer som THINGY: 91, kombinerer NRF9160-DK-sættet en nRF9160 SiP med en NRF52840 Bluetooth-enhed og inkluderer et SIM-kort sammen med flere stik inklusive en SEGGER J-Link debugger-interface (Figur 8).

Figur 8: Nordic Semiconductor NRF9160-DK-sættet tilbyder en omfattende udviklingsplatform til implementering af brugerdefinerede mobilbaserede applikationer til aktivsporing og andre IoT-løsninger. (Billedkilde: Nordic Semiconductor)

Til softwareudvikling af en aktivsporingsapplikation inkluderer Nordic en komplet nRF9160 aktivsporingsapplikation med sin nRF Connect softwareudviklingssæt (SDK). SDK kombinerer nordiske nrfxlib softwarebibliotek til dets SoC'er, en nordisk fork af Zephyr Project realtidsoperativsystem (RTOS) til ressourcebegrænsede enheder og en nordisk fork af MCUboot-projektets sikre bootloader.

THINGY: 91- og NRF9160-DK-sætene er forudindlæst med aktivsporingsapplikationen designet til at forbinde med Nordens egen nRF Cloud IoT-platform. Ved hjælp af de forudkonfigurerede indstillinger med begge sæt kan udviklere straks begynde at evaluere mobilbaseret aktivsporing og prototyping af deres egne applikationer.

Sammen med den forudindlæste firmware leverer Nordic komplet kildekode til applikationen til aktivsporing. Ved at undersøge denne kode kan udviklere få en dybere forståelse af NRF9160 SiP's muligheder og dens anvendelse til understøttelse af GPS-lokalisering og LTE-M/NB-IoT-forbindelse i en aktivsporingsapplikation.

Hovedrutinen i denne eksempelsoftware illustrerer grundlæggende designmønstre til implementering af en brugerdefineret aktivsporingsapplikation. Når den startes, påberåber hovedrutinen en række initialiseringsrutiner. Blandt disse rutiner konfigurerer en initialiseringsrutine modemet og etablerer LTE-forbindelsen ved at sende en række Attention-strings (AT) for at definere forbindelsesparametre og få modemets indbyggede funktionalitet til at oprette forbindelse til transportnetværket. En anden initialiseringsrutine, work_init, initialiserer et sæt Zephyr RTOS-arbejdskøer inklusive dem til sensor-, GPS- og udviklingskortknapper (liste 1).

Kopi
static void work_init(void)
{
       k_work_init(&sensors_start_work, sensors_start_work_fn);
       k_work_init(&send_gps_data_work, send_gps_data_work_fn);
       k_work_init(&send_button_data_work, send_button_data_work_fn);
       k_work_init(&send_modem_at_cmd_work, send_modem_at_cmd_work_fn);
       k_delayed_work_init(&send_agps_request_work, send_agps_request);
       k_delayed_work_init(&long_press_button_work, long_press_handler);
       k_delayed_work_init(&cloud_reboot_work, cloud_reboot_handler);
       k_delayed_work_init(&cycle_cloud_connection_work,
                         cycle_cloud_connection);
       k_delayed_work_init(&device_config_work, device_config_send);
       k_delayed_work_init(&cloud_connect_work, cloud_connect_work_fn);
       k_work_init(&device_status_work, device_status_send);
       k_work_init(&motion_data_send_work, motion_data_send);
       k_work_init(&no_sim_go_offline_work, no_sim_go_offline);
#if CONFIG_MODEM_INFO
       k_delayed_work_init(&rsrp_work, modem_rsrp_data_send);
#endif /* CONFIG_MODEM_INFO */
}

Liste 1: Den nordiske eksempler på aktivsporingsapplikation bygger på Zephyr RTOS-værktøjer til køadministration for at oprette en række køer med tilhørende tilbagekaldningsrutiner til håndtering af forskellige opgaver såsom sensordataopsamling og transmission til skyen. (Kode kilde: Nordic Semiconductor)

I løbet af denne initialiseringsfase udfører funktionerne, der er knyttet til hver initialisering af arbejdskøopkald deres egne specifikke initialiseringsopgaver, herunder de funktioner, der kræves for at udføre de nødvendige opdateringer. For eksempel opretter sensor_start_work_fn-funktionen kaldet af work_init en pollingmekanisme, der periodisk kan påkalde en funktion, env_data_send, der sender sensordata til skyen (lister 2).

Kopi
static void env_data_send(void)
{
[code deleted]
       if (env_sensors_get_temperature(&env_data) == 0) {
              if (cloud_is_send_allowed(CLOUD_CHANNEL_TEMP, env_data.value) &&
                  cloud_encode_env_sensors_data(&env_data, &msg) == 0) {
                     err = cloud_send(cloud_backend, &msg);
                     cloud_release_data(&msg);
                     if (err) {
                           goto error;
                     }
              }
       }
 
       if (env_sensors_get_humidity(&env_data) == 0) {
              if (cloud_is_send_allowed(CLOUD_CHANNEL_HUMID,
                                    env_data.value) &&
                  cloud_encode_env_sensors_data(&env_data, &msg) == 0) {
                     err = cloud_send(cloud_backend, &msg);
                     cloud_release_data(&msg);
                     if (err) {
                           goto error;
                     }
              }
       }
[code deleted]

Liste 2: Den nordiske eksempel på aktivsporingsapplikation viser det grundlæggende designmønster til transmission af data inklusive sensordata som vist i dette kodestykke. (Kode kilde: Nordic Semiconductor)

Når du kører en prøveapplikation for aktivsporing på Nordic Semiconductor NRF6943 THINGY: 91 cellulært IoT-udviklingssæt, sender applikationen faktiske data fra THINGY: 91's indbyggede sensorer. Når du kører på Nordic Semiconductor NRF9160-DK-udviklingssættet, sender den simulerede data ved hjælp af en sensorsimulatorrutine, der er inkluderet i SDK. Tracking af aktiverUdviklere kan let udvide denne softwarepakke til at implementere deres egne aktivsporingsapplikationer eller bruge dens kodeeksempler til at implementere deres egen applikationsarkitektur.

Konklusion

Ved hjælp af konventionelle metoder har evnen til at spore værdifulde pakker eller lokalisere aktiver af høj værdi på tværs af landbrugsmiljøer eller smarte bymiljøer været begrænset til trådløse teknologier såsom RFID-tags, Bluetooth og Wi-Fi. Designere har brug for større rækkevidde og mere nøjagtige placeringsoplysninger over længere perioder. LTE-cellulære LTE-mobilstandarder som LTE-M eller NB-IoT kombineret med GPS kan opfylde disse krav, men implementering kan være udfordrende på grund af vanskelighederne og nuancerne ved RF-design.

Som vist giver en Nordic Semiconductor SiP en næsten drop-in-løsning til sporing af aktiver med lav rækkevidde med lavt strømforbrug. Ved hjælp af dette præcertificerede SiP og dets udviklingssæt kan udviklere hurtigt evaluere mobilforbindelse, prototype mobilbaserede GPS-aktiverede aktivsporingsapplikationer og oprette brugerdefinerede aktivsporingsenheder, der drager fuld fordel af det udvidede område og lave strømkrav til LTE-M og NB-IoT mobilforbindelse.