Economie de energie și distanțe lungi pentru IoT – caracteristicile noului cip radio de la STMicroelectronics

4 SEPTEMBRIE 2017

Comunicația wireless este un factor important pentru orice aplicație IoT, dar în multe domenii, aceasta trebuie să fie capabilă să acopere distanțe mai mari, rămânând în același timp, cât mai eficientă din punct de vedere energetic. Pe aceste considerente, Rutronik vă oferă noul cip radio S2-LP de la STMicroelectronics, care acoperă domeniul comunicațiilor wireless tradițio­nale cu rază scurtă de acțiune și până la tehnologia de comunicații mobile.

S2-LP permite obiectelor să fie conectate în rețea, să devină inteligente și să nu aibe nevoie de schimbarea bateriei timp de zece ani. În modul receptor, acesta consumă doar 6.7mA, iar în modul transmițător, la 10 dBm, consumul este de numai 10mA. În modurile sleep și standby, acesta abia consumă 600 și, respectiv, 350nA.

S2-LP oferă caracteristici unice în piață”, explică René Hermanns, Product Manager pentru Tehnologia Wireless la Rutronik. “Asemenea valori scăzute nu sunt ușor de realizat și există doar câțiva producători care au expertiza necesară pentru atingerea acestor performanțe, de exemplu în proiec­tarea circuitelor analogice HF cu consum redus de energie sau pentru integrarea de segmente funcțio­nale digitale pentru banda de bază, deoarece eficiența energetică nu trebuie să vină în detrimentul fiabilității operaționale sau a stabilității conexiunii; – o încercare în care ST a reușit cu S2-LP”.

Cu aceste caracteristici, transceiverul este ideal pentru dispozitivele de rețea, cum ar fi sistemele de alarmă, echipamentele de monitorizare și soluțiile inteligente de contorizare a energiei, precum și pentru automatizarea clădirilor, pentru sistemele de monitorizare și control industrial și pentru sistemele de iluminat, managementul traficului și al spațiilor de parcare în aplicații destinate orașelor inteligente. Este recomandat în special pentru orice aplicație în care trebuie să fie acoperite distanțe mai mari, de exemplu, pentru a integra senzorii exteriori direct în cloud, fără a fi necesar un ocol prin intermediul unui gateway local.

Atunci când astfel de senzori sunt larg distribuiți pe o suprafață foarte mare și sunt adesea greu de accesat, durata foarte lungă de viață a bateriei contribuie și la reducerea semnificativă a costurilor de întreținere”, notează René Hermanns.
Cipul radio programabil funcționează în benzile de frecvență sub-GHz, fără licență și poate fi adaptat în mod corespunzător cerințelor fiecărui continent în parte. Cele mai populare protocoale de comunicație utilizate pe cip includ Wireless M-Bus, Sigfox, 6LowPAN și IEEE 802.15.4g, acestea fiind potrivite pentru aplicații de management energetic și de control al proceselor și, prin urmare, oferă o bază pentru viitoarele rețele inteligente.

Acest lucru permite ca S2-LP să fie implementat flexi­bil pentru mai multe benzi de frecvență ISM în timp ce utilizează stratul fizic standard global și totul deasupra acestuia”.

Deoarece funcționează pe o bandă foarte îngustă, de doar câțiva kHz, este nevoie de mult mai puțină energie pentru modularea de date decât energia consumată de majoritatea celorlalte tehnologii fără fir, care necesită de obicei între 1MHz și 20MHz. Cu semnale de mare putere de până la 16dBm, transmi­țătorul asigură, de asemenea, o comunicare fiabilă a datelor pe distanțe lungi. În funcție de condițiile de mediu, sensibilitatea receptorului de -130 dBm permite distanțe de transmisie de câteva zeci de kilometri, oferind o acoperire la scară largă a rețelei.

Fiabil, eficient din punct de vedere energetic și al costurilor datorită integrării Sigfox

Pentru dispozitivele cu trafic redus de date, tehnologia Sigfox este deosebit de interesantă, deoarece a fost dezvoltată special în acest scop. Datorită integrării Sigfox în S2-LP, conectivitatea IoT cu cipul radio este mai fiabilă, mai eficientă și mai rentabilă. Proiectanții de sisteme beneficiază, de asemenea, de largul ecosistem Sigfox”, spune René Hermanns. “În timp ce infrastructura este încă în curs de dezvoltare, multe țări din Europa sunt deja acoperite, iar Sigfox cooperează cu un număr de operatori importanți de rețea pentru a asigura o lansare rapidă și globală”.

Sigfox este proiectată pentru a acoperi distanțe mari de până la 50 km pe teren deschis și până la 10 km în medii construite, cu rate de transfer reduse de 12 octeți per mesaj și consum redus de energie. Operează în banda de frecvență sub-GHz – la 868 MHz în Europa – utilizând tehnologia de bandă îngustă cu modulare BPSK.
Un dispozitiv terminal echipat cu tehnologia Sigfox livrează datele sale către stațiile de bază Sigfox, care apoi sunt transmise la serviciile de cloud relevante pentru prelucrare. De acolo, rezultatele pot fi trimise pentru a fi afișate pe orice dispozitiv final.

Utilizarea tehnologiei Sigfox nu necesită o cartelă SIM. Taxa de utilizare depinde de numărul de mesaje trimise pe zi. În mod normal, aceasta se află undeva între 1 și 10 euro pe an pentru fiecare dispozitiv terminal”, adaugă specialistul wireless al Rutronik.

În funcție de protocolul programat, noul transceiver de la STMicroelectronics suportă rețele cu topologii punct-la-punct, stea și mesh, oferind astfel o flexibili­tate ridicată pentru obiectele din rețea.
S2-LP și kitul de dezvoltare software (SDK) – bogat în caracteristici – sunt disponibile la Rutronik, partenerul oficial de franciză al STMicroelectronics. Acesta este deja certificat Sigfox, adică modelele pentru evaluare și prototipare pot fi conectate imediat la rețeaua Sigfox. SDK este compatibil cu familia de microcontrolere STM32, familie larg răspândită în segmentul IoT. Include, de asemenea, infrastructura de dezvoltare STM32 cu plăci prototip și o gamă largă de instrumente și resurse software.

Dar proiectul nu se realizează doar cu o componentă”, explică René Hermanns. “Pentru noi, o soluție wireless este ideală numai dacă protocolul de transmisie, profilurile aplicației, aspectele de secu­ritate și certificările sunt o potrivire perfectă pentru aplicația în cauză. Aici sprijinim și consultăm clienții noștri în ceea ce privește standardele, compatibilitatea și consorțiile. Și, bineînțeles, celălalt hardware trebuie să fie bine pus la punct.

În cadrul programului Rutronik SMART, dezvoltatorii pot găsi nu numai componente wireless, ci și senzori, microcontrolere și soluții de management energetic și de securitate pentru aplicațiile lor IoT. Sprijinite de platformele noastre de cloud cu funcționalități relevante de analiză și raportare, suntem de asemenea capabili să oferim soluții complete pentru clientul interesat.

 

Rutronik |  www.rutronik.com

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *