magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

Avnet lidAbban az esetben, ha az eszközeit globális IoT kapcsolaton keresztül működtetné és ehhez azt is szeretné, hogy tetszés szerint megváltoztathassa szolgáltatóit és azok szolgáltatásait, akkor rugalmasságra van szükség. Ezt a rugalmasságot biztosítja az Avnet Silica Arduino Shield, amely számára ma már nem jelentenek kihívást az alacsony energiaigényű és nagy hatótávolságú vezeték nélküli hálózatok (LPWAN), mert egyaránt támogatja az Narrowband IoT (LTE Cat NB1), az LTE Cat M1 és a 2G Enhanced GPRS (EGPRS) kommunikációt. Mivel az integrált SIM modul tetszés szerint úgy is kialakítható, hogy eUICC[1]-kompatibilis legyen, az MNO/VNO[2] kapcsolat újrakonfigurálható a teljes életciklus során.

 

A legkorszerűbb felhőalapú megoldásokhoz, az adatok előfeldolgozásához és döntéshozatalhoz használatos helyi intelligencia mellett azok az eredeti gyártók (OEM), akik új szolgáltatásokat és értékeket kívánnak nyújtani a készülékek és az érzékelők internetes kapcsolódásán keresztül, mindenek előtt olyan kapcsolódási megoldásokra törekednek, amely megvalósítja a biztonságos, energiatakarékos és költséghatékony végpontok közötti kommunikációt. Az LTE Cat NB1 és az LTE Cat M1, valamint a 2G EGPRS segítségével, a globálisan elérhető engedéllyel rendelkező rádiófrekvenciák biztosítják mindazt, amire a fejlesztőknek szükségük van a következő generációs gépek közötti (M2M) kommunikáció megvalósításához.

 

LTE Cat NB1 megfelelés

Számos alkalmazás nem igényel nagy sávszélességet vagy állandó kapcsolatot, mint a szokásos 2G/3G/4G cellás technológiák esetében. Gyakran előfordul, hogy az eszközöknek csak időnként kell kapcsolatot létesíteniük kisebb adatcsomagok elküldéséhez. Ez kapcsolódási költségeket és értékes energiát takarít meg, amely intelligens és megfizethető, akár 10 éves üzemi élettartammal is rendelkező megoldásokat tesz lehetővé. Ebből a célból hozták létre az NB-IoT vezeték nélküli szabványt, ami 250 kbit/s sávszélességet kínál és bázisállomásonként különösen nagy számú kapcsolatot támogat és további 20 dB-lel megnöveli a térerőt. A megfelelő infrastruktúrát figyelembe véve, ez lehetővé teszi a hálózat lefedettségének növelését még azokon a területeken is, ahol korábban gyengébb volt a lefedettség, növeli az interferencia-mentességet és az átviteli minőséget – még leárnyékolt területen (pl. pincékben) lévő csatlakozások számára is. Az alternatív LPWAN-okhoz képest az NB-IoT lényegesen több adat továbbítását teszi lehetővé, nagyobb sávszélességgel a licencelt sávban. Az NB-IoT tehát sokkal nagyobb számú alkalmazás lehetőségét nyújtja. Ezenkívül az NB-IoT bázisállomás infrastruktúrája voltaképpen már létezik, mivel a meglévő mobilhálózatokra támaszkodhat. Használatukhoz általában a bázisállomások szoftverfrissítése szükséges. Csak néhány helyszínen van szükség további hardverfrissítésre, amely viszonylag könnyen megvalósítható. Várható, hogy a főbb mobilszolgáltatók körében a közeljövőben exponenciálisan felgyorsul az NB-IoT használata. Lehetséges alkalmazási területei azok a helyek, ahol a korlátozott adatátviteli sebességek – például a Sigfox LPWAN, amelyek napi 144 üzenetet küldhetnek 12 bájtban a felhő irányába,– már nem elegendőek, de természetesen még az NB-IoT-nek is vannak korlátai.

 

3

Az Avnet Silica Arduino Shield opcionális geolokációs helyet kínál az NB-IoT, CAT M1 és az EGPRS számára és kiegészíthető eUICC SIM vagy SIM kártyákkal

 

LTE a Cat M1 kiegészítéssel

Az NB-IoT értékes kiegészítése a Cat M1 – az NB-IoT-hez hasonlóan – egy 3GPP (3rd Generation Partnership Project) Release 13 szabvány, amely akár 1 Mb/s teljes duplex csúcsadatsebesség lehetőségét nyújtja az NB-IoT-hez képest. Támogatja a mobil megoldásokat, amit az NB-IoT nem tehet, mivel a hálózatnak új kapcsolatot kell létrehoznia a cellából való kilépés után. A Cat M1 esetében a Voice over LTE (VoLTE) használata is lehetséges, amely érdekes lehet olyan IoT alkalmazásoknál, mint például az otthoni ápolás, lift, riasztóberendezések, beléptető rendszerek, távoli segítségnyújtási megoldások, valamint a jegykiadó rendszerek és áruautomaták. A késleltetési idő (10-től 15 ms-ig) lényegesen alacsonyabb, mint az NB-IoT esetében, ahol az értékek 1,6 és 10 sec közé esnek. Azokban a régiókban, ahol az NB-IoT még nem került forgalomba, e két technológia 2G EGPRS visszacsatolással történő kombinálása a többmódú kapcsolódási kártyák segítségével rendkívül magas hálózati lefedettséget nyújthat, az olyan nagy számú tömeges felhasználási esetek számára, amelyek működtetéséhez rendkívül hosszú (több éves) akkumulátor élettartam társul és nincs szükség nagy sebességű állandó kapcsolatra.

 

Opcionális kompatibilitás az „eszközbe épített” SIM-kártyával (eUICC)

A mobil M2M alkalmazások – különösen a globálisan telepített alkalmazások – nem előnyösek, mivel a SIM-kártyák kezelése rendkívül bonyolult lehet, ami óriási adminisztratív terhet jelent a nagyobb terepi telepítéseknél. Az eUICC kompatibilis SIM-technológia használatával azonban sok erőfeszítés elkerülhető, mivel lehetővé teszi a SIM-kártyák és komponensek újraprogramozhatóságát, hogy bármikor új mobilhálózati szolgáltatóprofilokat lehessen telepíteni távoli eléréssel. A hálózati szolgáltató és a szolgáltatások módosítása ezért mindig lehetséges – függetlenül attól, hogy ez az eszköz gyártásának, üzembe helyezésének, áthelyezésének vagy akár tulajdon átruházásának a változását jelenti-e. Globális megoldások esetén ez lehetővé teszi a világ legnagyobb hálózatüzemeltetőinek, hogy az igényelt szolgáltatásokat nyújtsák és a helyszíntől függően a megfelelő MNO-profilokat telepítsék az eszközre. Természetesen beleértve a bázisállomások megfelelő frissítéseit is. Egy másik lehetőség lehet a globális virtuális hálózati operátorok használata – mint például az Arkessa – ha mindent egy szolgáltatóval kívánunk megoldani.

 

1

Az Avnet Silica eUICC tesztcsomagja biztosítja az OEM-eknek az újraprogramozható SIM kártyák és összetevők értékelését. Előzetesen jóváhagyott konfigurációk jelenleg fejlesztés alatt állnak

 

Arduino Shield

Az új igények számára az Avnet Silica egy alkalmazáskész Arduino kompatibilis kártyát fejlesztett ki, ami támogatja az LTE Cat NB1, az LTE Cat M1, a 2G EGPRS és az opcionális eUICC kompatibilis SIM kártyákat. Az Arduino Uno R3 ideális kis és közepes darabszámú ipari alkalmazásokhoz, továbbá kiindulópontként szolgál a nagy volumenű egyedi tervezésekhez. Az Arduino csatlakozó szabványosítása lehetővé teszi a tervezők számára, hogy hozzáférjenek a különböző szabványos alkatrészekhez, mint a mikrokontroller- vagy az alkalmazásprocesszor-kártyák, illetve Arduino bővítőkártyák. Néhány egyszerű lépésben kapcsolható össze az NB-IoT/Cat M1 az IoT átjárókkal; különböző eszközök és okosérzékelők csatlakoztathatók a nyílt forrású Arduino szabvány alapján. A szabványosítás előnyei közé tartozik a „nemcsak kereskedelmi célú” (COTS – Commercial off-the-shelf) hardver használata a meg nem ismétlődő mérnöki (NRE) költségek elkerülése érdekében. Ez a gyártók számára függetlenséget, versenyképes és a beszerzési költségeket csökkentő megoldást jelent. Nem utolsósorban egy nagy, nyílt forráskódú ökoszisztéma növeli a tervezési biztonságot, és lehetővé teszi a hosszú távú alkatrészellátást, ami hosszú távon biztosítja a fejlesztési megoldásba történő befektetést.

 

Avnet Silica NB-IoT Sensor Shield

Az opcionális eUICC kompatibilitással rendelkező Avnet Silica új NB-IoT Sensor Shield kiegészítő kártyája a Quectel BG96 modulon alapul és támogatja az FTP/HTTP/MQTT és TLS protokollokat, valamint a PPP/TCP/UDP protokollokat. A nagyfokú rugalmasság és a rendkívül alacsony energiafogyasztás mellett – mintegy 10 μA energiatakarékos üzemmódban – nagyon hosszú élettartamot eredményez. A rendkívül energiatakarékos kialakítás ellenére a kártya lehetőséget kínál arra is, hogy integrálja a geolokációt az összes olyan közös szabványhoz, mint a GPS, a GLONASS, a BeiDou/Compass, a Galileo és a QZSS. Ez lehetővé teszi az adminisztrációs és karbantartási feladatok optimalizálását anélkül, hogy további Arduino kártyákat kellene megvásárolnia erre a feladatra – ami gyakorlatilag már a tömegesen elosztott IoT alkalmazások szabványa. A kártya nagyfokú rugalmasságát tovább fokozza a Pmod csatlakozó, amely az Arduino kártya és a processzorlap közötti interfészként működik.

 

Rugalmas programozás ARM mbeddel

Az Avnet Silica NB-IoT érzékelőkártya támogatja az összes népszerű operációs rendszert, mint például az Android, a Linux és a Windows. A modemet az UART vagy USB interfészeken keresztül beállított AT parancs vezérli. A kártya saját hálózattal rendelkezik, beleértve az SSL/TLS titkosítást is. Ezenkívül a COAP (Constrained Application Protocol) és az MQTT (Message Queueing Telemetry Transport) kliensek számára további szabad hálózatcsomagok állnak rendelkezésre az ARM mbed ökoszisztéma alapján. Ez lehetővé teszi, hogy az alkalmazáskönyvtárak, az alkatrészkönyvtárak és eszköztárak több MCU-n keresztül változatlan formában használhatók legyenek, lehetővé téve a saját kód hordozhatóságát és csökkentve a meg nem ismétlődő mérnöki költségeket. Az mbed megoldás középpontja a jól megalapozott és széles körben használt nyílt forrású CMSIS-RTOS RTX.

 

2

Az Avnet Silica NB-IoT Sensor Shield, az STM X-Nucleo érzékelő és az STM32L4 Nucleo-64 mikrokontroller-kártyákkal egy tesztelt megoldás egy, az ügyfél általi kiértékelés számára rendelkezésre álló, mbed alapú felhődemóval

 

Starter kit NB-IoT csatlakozáshoz

Az Avnet Silica minden olyan alkatrészhez hozzáférést biztosít az eredeti gyártóknak, amihez szükség lehet az új NB-IoT érzékelő-kártya kiértékeléséhez, beleértve az X-Nucleo szenzor és az STMicroelectronics STM32 Nucleo-64 kártyákat. Mivel ezt az Arduino IDE is támogatja, a kódkönyvtárak túlnyomó többsége képes együttműködni ezekkel az áramköri kártyákkal. Az STM32 Nucleo-64 kártya csak egy példa a potenciális ügyfélkonfigurációkra az NB-IoT Arduino kártyával. Rendelkezésre állnak az ST, a Renesas, a Microchip, a Nordic és az NXP által gyártott különböző fejlesztési panelek is. Az Avnet Silica már most rendelkezésre bocsátja az ARM mbed ökoszisztéma, az ST CubeMX és a Renesas Synergy cellák keretén alapuló szoftverdemókat. A Microchip (SAMA5D2) és az NXP (i.MX6ULL) alkalmazásprocesszor-alapú platformok Linux-implementációi szintén elérhetők.

 

Kártyaspecifikus eUICC tesztcsomag

Annak érdekében, hogy az ügyfelek tesztelhessék az eUICC-t, az Avnet Silica egy olyan indulókészletet kínál megfelelő SIM-ekkel, amelyeket pontosan az új kártya funkcióihoz igazítottak. Ezzel az ajánlattal az Avnet a termék teljes élettartama alatt az összes szükséges adatszolgáltatást biztosíthatja az eredeti gyártók számára, még akkor is, ha a termék tulajdonjogát átruházzák. Az Avnet „LifeCycle” élettartam-szolgáltatásai közé tartozik például a profilok szükség szerinti letöltése és cseréje, valamint a követelményekre alapozott 2G EGPRS biztonsági mentés. Az Avnet Silica által kínált és ma rendelkezésre álló általános készlet hat eUICC-kompatibilis SIM-et tartalmaz. Ezek közül négy 2FF (mini-SIM) formátumú (térkép), kettő pedig MFF2 (eSIM) formátumú (komponens) – mindegyikük előzetesen feltöltött Vodafone és Arkessa tesztprofillal, valamint 2 × 50 MB előre kifizetett Vodafone és Arkessa európai adatkredittel rendelkezik. Ez az adatkredit az aktiválás után 3 hónapig érvényes. Mindez lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy kipróbálják a Vodafone és az Arkessa kapcsolat kezelését. Az Avnet Silica fejlesztési tervének részeként, a következő lépésben a tesztcsomagot az új NB-IoT szenzorkártyával való együttműködésre adaptálják és tesztelik, hogy átfogó szolgáltatásokat nyújtsanak az új kártyánál.

 

Felhő az értékeléshez

A kapcsolat kiértékelésére a kártya természetesen egy felhőmegoldást is tartalmaz. A készülékhez való csatlakozáshoz és a valós idejű adatok elemzéséhez az ügyfelek az IBM Cloud™ IoT platformot használhatják. Létrehozhatnak például egy szabályt, amely figyelmeztetést küldhet a felhasználó eszközének műszerfalára, és e-mailt küld a rendszergazda felé, amikor a készülékkel való kapcsolat elvész, vagy ha a készülék hőmérséklete elérte a beállított küszöbértéket. Az ügyfeleknek az egyedi felhő megoldás kifejlesztéséhez nyújtott segítség természetesen az Avnet Silica tanácsadói által kínált szolgáltatás részét képezi.

További információ: www.avnet-silica.com/nbiotshield

 

Szerző: Chris Young – beágyazottszoftver-specialista

 

AVNET Silica, Barbarics Tamás
1117 Budapest, Budafoki út 91-93.

Tel.: +36 1 436 7211

 E-mail: tamas.barbarics@avnet.eu

www.avnet-silica.com

 

Még több AVNET Silica

 

 

 

[1]eUICC – embedded Universal Integrated Circuit Card vagy eSIM – embedded-SIM (eszközbe épített SIM-kártya)

[2]MNO/VNO – Mobil Network Operator/Virtual Network Operator (Mobil szolgáltató/Virtuális szolgáltató)

 
 
 

 

   
Advertisement
--!>