Claire Swedberg
Várias empresas começaram a testar soluções aproveitando um novo circuito integrado (IC) Bluetooth Low Energy (BLE) que, com uma rede de âncoras Bluetooth, rastreia as localizações em tempo real das tags em centímetros, bem como a direção em que essas tags são movendo. A STMicroelectronics está fornecendo seu IC BlueNRG-LPS, que chama de baixo consumo e programável, para aplicações em que tags BLE e suas localizações específicas precisam ser monitoradas de forma acessível e em grandes volumes.
A empresa de semicondutores com sede em Genebra oferece sua tecnologia Bluetooth system-on-chip (SoC) há vários anos. Os SoCs transmitem na faixa de 2,4 a 2,485 GHz, com base no padrão 802,15 gerenciado pelo IEEE. Os sistemas BLE tradicionais detectam a localização com base na intensidade do sinal recebido (RSSI), e os dados de localização são, portanto, relativamente imprecisos. Esses dados geralmente são baseados em zonas e não em pontos específicos dentro de uma instalação ou área.
O BlueNRG-LPS, SoC de terceira geração da STMicroelectronics, aproveita a certificação Bluetooth SIG 5.3, permitindo medições de ângulo de chegada (AoA) e ângulo de partida (AoD), capturadas por uma matriz de antenas de um beacon. De acordo com a empresa, o novo SoC, embutido em produtos com matrizes de antenas por provedores de soluções, será usado para navegação interna, geofencing e rastreamento de ativos. Isso, diz Marco Veneri, gerente de negócios da STMicroelectronics para RF de baixa potência, pode incluir a localização de ferramentas, veículos ou outros bens dentro de um prédio, pátio ou área de cerca geográfica.
“O BlueNRG-LPS é nosso produto de terceira geração”, diz Veneri. “A maior parte dos circuitos, a maior parte do desempenho do rádio, tudo foi redesenhado.” Um recurso importante é sua arquitetura simplificada, que permite que ele seja incorporado a dispositivos muito leves e de baixo consumo de energia. O SoC aproveita a mais recente especificação BLE Power Control, que permite aos usuários ajustar a potência de saída de RF em incrementos de 1 dBm até mais de 8 dBm, permitindo assim uma maior duração da bateria.
O BlueNRG-LPS é compatível com periféricos de E/S, como sensores, segundo a empresa. O SoC inclui memórias de programação e de dados — eFlash de 192 KB para memória programável e SRAM de 24 KB para memória de dados. Além disso, diz Veneri, o recurso Bluetooth Path-Loss Monitoring do chip evita interferências e melhora a qualidade do link de rádio para garantir conexões robustas, mesmo em locais lotados, juntamente com tempos de resposta mais rápidos.
A empresa espera que as primeiras soluções usando o SoC incluam sensores sem fio de uso geral, aparelhos médicos, sistemas de entrada sem chave, controles remotos e medição doméstica inteligente. O chip foi projetado para uso tanto na marca âncora quanto na tag beacon, enquanto uma solução completa dependerá de um host externo para processar as informações em tempo real ou executar algoritmos adicionais.
Em uma implantação típica, os pontos de ancoragem seriam instalados em torno de uma área na densidade necessária para fornecer dados de localização via AoA e AoD. A tecnologia realiza essas medições alternando o sinal entre várias antenas dentro da matriz embutida no ponto de ancoragem. Por exemplo, uma única âncora poderia detectar apenas a direção geral de uma etiqueta, enquanto várias âncoras usariam suas matrizes de antenas integradas e, juntas, identificariam a localização em centímetros.
Os provedores de tecnologia podem ajustar o sistema de acordo com as necessidades do cliente, diz Veneri, como reduzir a frequência das atualizações em tempo real (criando latência de sinal adicional) para permitir informações de localização mais precisas. Os dados de localização são mais eficazes, acrescenta ele, quando os usuários rastreiam tags em objetos de movimento lento, como aplicativos de rastreamento de ativos para gerenciamento de ferramentas em tempo real em um armazém.
Se as tags beacon fossem aplicadas a empilhadeiras, paletes reutilizáveis ou ferramentas elétricas, a solução poderia fornecer dados em tempo real indicando onde e quando esses ativos vão para a instalação. De fato, os primeiros testes vêm ocorrendo com esse aplicativo, com tags anexadas às ferramentas elétricas para que a gerência possa visualizar onde as ferramentas estão localizadas, garantindo assim que elas sejam devolvidas ao local adequado e não acabem faltando.
Com etiquetas colocadas em ativos retornáveis, como paletes de plástico, a tecnologia pode rastrear os movimentos das mercadorias, capturando dados sobre quando os paletes são carregados ou armazenados e quando chegam a um portão ou saem para outro local na traseira de um caminhão. Os beacons também podem ser usados em uma solução híbrida com tecnologia RFID ou Near Field Communication (NFC), observa Veneri.
Uma etiqueta RFID anexada a um produto de vestuário, como um par de jeans, pode permitir a visibilidade desse produto cada vez que passa por um leitor, enquanto o mesmo par de jeans pode ser vinculado à etiqueta BLE do palete. Por exemplo, a etiqueta pode ser rastreada em tempo real enquanto o palete se move em um centro de distribuição, muito além do alcance de um leitor RFID.
O BLE SoC pode ser empregado em aplicativos de geo-fencing para os quais os usuários podem querer proteger uma área criando um perímetro digital em torno dele no software. Se uma empilhadeira, por exemplo, viajasse para fora do perímetro de geofencing, os usuários poderiam receber uma notificação de que algo estava saindo do perímetro autorizado.
A tecnologia também pode ser usada em um estacionamento ou área de armazenamento para gerenciamento de frota de veículos. Rastrear um grande número de veículos estacionados pode ser difícil sem um sistema de localização em tempo real, então o BlueNRG-LPS oferece uma opção de custo relativamente baixo. As âncoras seriam instaladas em torno de uma área de estacionamento, com etiquetas BLE presas aos carros. Os gerentes podem então usar um aplicativo para ver onde os veículos estão localizados, bem como se eles estão saindo ou entrando na área controlada.
O SoC acomoda sensores de sistema micro eletromecânico (MEMS) ambiental e inercial e pode funcionar em combinação com um microfone digital ou diodos emissores de luz (LEDs). Os usuários podem realizar atualizações de firmware via Bluetooth, permitindo que o ponto de ancoragem baixe um novo software. Esse recurso pode permitir que os usuários atualizem os dados de manutenção no dispositivo, para que outros usuários possam visualizar facilmente o histórico de manutenção.
A STMicroelectronics está oferecendo seu novo SoC com um kit de desenvolvimento de software (SDK) para ajudar a solução a fornecer aplicativos de construção rapidamente. Além disso, a empresa oferece uma ferramenta gráfica chamada Navigator que permite aos desenvolvedores navegar pelos recursos do SoC. De acordo com Veneri, “Isso realmente ajuda as pessoas que podem não ser especialistas em tecnologia, no início, a começar a trabalhar em uma solução”. O BlueNRG-LPS está em produção agora, informa a empresa, e está disponível em um pacote de 5 milímetros por 5 milímetros (0,2 polegadas por 0,2 polegadas), ao preço de US $ 1,60 para pedidos de 1.000 ou mais.
Veneri especula que o SoC ajudará a abrir as portas para novos aplicativos de localização. “Acho que veremos a tecnologia Bluetooth usada em muitos novos mercados”, afirma, acrescentando que a inovação provavelmente seguirá por parte dos provedores de soluções e usuários finais. “Invariavelmente, com produtos como esse, os clientes nos procuram com aplicativos que nunca consideramos. O conceito de apenas tornar as coisas identificáveis e rastreáveis é muito poderoso.”