Echtzeitüberwachung im Freien

Indoor-Tracking-Anwendungen umfassen Indoor-Lokalisierungssysteme und Lagerlogistiklösungen, die sich über die Innenräume von Werken, Krankenhäusern, Fabriken und Schuppen hinaus auf die unmittelbare Umgebung erstrecken können. Die Indoor-Lokalisierung wird mithilfe der Real-Time Locating System (RTLS)-Methodik implementiert, um Industriewerkzeuge in Lagern, mobile Assets wie medizinische Geräte in Krankenhäusern und Industrieanlagen in Fabriken oder Flughafengepäck auf wenige Zentimeter genau zu verfolgen.

Interaktives Blockdiagramm

Indoor Lokalisierung und Lagerlogistik

Technische Herausforderungen
Indoor-Lokalisierung und Lagerlogistik können die Überwachung von Umgebungsparametern wie Temperatur, Feuchtigkeit und Bewegung von Gütern während des Transports umfassen. Beschleunigungsmesser können verwendet werden, um verschiedene Ereignisse wie Bewegung und Aufwachen, Vibration, Stöße oder Erschütterungen, Freifallereignisse und Orientierung zu erkennen. Einige extrem stromsparende Beschleunigungsmesser sind in der Lage, ständig eingeschaltet zu sein und ermöglichen es leistungsintensiveren Mikrocontrollern, im Ruhemodus zu bleiben, bis ein außergewöhnliches Ereignis erkannt wird.

Sensoren sind Schlüsselgeräte in Asset-Tracking-Anwendungen, da sie Bedingungen und Ereignisse erkennen können, um Abhilfemaßnahmen auszulösen, wie z. B. die Aktivierung von Entfeuchtungssystemen. Sensoren können verwendet werden, um sicherzustellen, dass Waren ordnungsgemäß versiegelt bleiben, und um konsistente Kühlkettenbedingungen zu überprüfen, um sicherzustellen, dass Temperatur und Luftfeuchtigkeit festgelegte Schwellenwerte für einen bestimmten Zeitraum nie überschreiten.

Weitere Beispiele sind die Start- und Landeerkennung von Flugzeugen mit Drucksensoren sowie die Erkennung von Siegeln und Höhen. Mikrofone können für Sicherheitszwecke und neue Anwendungen eingesetzt werden, um Geräusche zu erkennen oder Nachrichten aufzuzeichnen. Näherungs- und Lichtsensor zur Überwachung des Öffnens und Schließens von Containertüren und der Transportsicherheit im Allgemeinen.

Die Infrastruktur der Konnektivitätsnetzwerke ist auch entscheidend, um eine hohe Standortgenauigkeit von Anlagen wie Industriewerkzeugen innerhalb oder um Fabriken und Lagerhäuser sicherzustellen. Die GPS-Lokalisierung für Innenräume ist im Allgemeinen nicht geeignet, daher ist es normalerweise notwendig, eine Beacon- oder Satellitenverbindungsinfrastruktur zu schaffen. Die heute am häufigsten verwendeten Technologien für diese Anwendungen sind Bluetooth® Low Energy, Wi-Fi und Ultra-Wide Band (UWB)-Protokolle.

Intelligente Paletten in Lagern können über Nahbereichsverbindungen kommunizieren, entweder über die Indoor-Satelliteninfrastruktur oder Informationen mit tragbaren Lesegeräten wie Smartphones austauschen. Eine Palette kann Zustandsinformationen direkt mit der Blackbox auf einem Transportfahrzeug kommunizieren, bevor sie mit dem Versand beginnt. Die Blackbox kann die Daten von den Paletten über Bluetooth Low Energy-Konnektivität sammeln und sie über ein Low Power Wide Area Network (LPWAN)-Protokoll wie LoRa, NB-IoT oder Sigfox an die Cloud senden. Der jüngste Trend besteht darin, sowohl Nah- als auch Langstrecken-Konnektivität einzubetten, um über Indoor-Satelliteninfrastruktur zu kommunizieren bzw. direkt mit zentralisierten Servern zu kommunizieren.

ST-Lösungen
Zur Unterstützung des Designs von extrem stromsparenden Tracking- und Überwachungslösungen bietet ST ein umfangreiches Sortiment an Temperatur-, Feuchtigkeits- und Drucksensoren, Trägheitsmesseinheiten (Beschleunigungsmesser, Gyroskope und Magnetometer) und Näherungssensoren.

Trägheitsmodule mit Kernen für maschinelles Lernen wie das LSM6DSOX mit Gyroskop und Beschleunigungsmesser sind in der Lage, bestimmte Ereignisse wie den freien Fall im Standalone-Modus zu bestimmen, während der Rest des Systems im Ruhemodus bleibt, um Energie zu sparen. MP34DT05-A-Mikrofone eignen sich zum Aufzeichnen und Teilen von Sprach- und Tondaten für Sicherheits- und andere neue Anwendungen.

ST produziert auch Hochleistungs-Time-of-Flight-Entfernungssensoren, wie die Näherungssensoren VL6180X und VL6180, die eine Umgebungslichterfassung von bis zu 20 cm bzw. 60 cm bieten, die Entfernungssensoren VL53L0X und VL53L1X bis zu 2 m bzw. 4 m und die Näherungs- und Mehrzielsensoren VL53L3CX und VL53L1CB bis zu einer Entfernung von 5 m bzw. 8 m. ST bietet umfassende Softwareunterstützung für seine Sensoren, darunter C-Treiber, Sensorfusions-Middleware und SW-Quellcodebeispiele wie Bewegungssoftwarebibliotheken für die Flugzeugerkennung und Neigungserkennung sowie viele industrielle Anwendungen von der Datenprotokollierung bis zum Lernkern und der KI-Entwicklung im STM32CubeMX Umgebung.

In Bezug auf die Nahbereichskommunikation bietet ST die ST25-Familie für die NFC-Kommunikation an, und für das Bluetooth® Low Energy-Protokoll bieten wir die Auswahl an dedizierten BlueNRG-Chips und STM32WB-Dual-Core-Mikrocontrollern mit eingebettetem drahtlosen Transceiver. ST engagiert sich auch stark für die Langstrecken-LPWAN-Kommunikation und Sub-1-GHz-Frequenzen mit LoRa, Sigfox und kommenden NB-IoT-Lösungen, wobei Ultrabreitband (UWB) bald verfügbar sein wird.

Die Sigfox-Technologie bietet native Geolokalisierung (Atlas) und kontinentübergreifende (Monarch) Unterstützung und kann auf unseren S2-LP-Chips und STM32WL-Mikrocontrollern für Langstrecken- und Ultra-Low-Power-Kommunikation oder jede Anwendung mit kleinen und seltenen Anwendungen eingesetzt werden Datenpakete.

Das offene Kommunikationsprotokoll Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) wird auch auf dem STM32WL-Mikrocontroller unterstützt. Diese drahtlose Sub-GHz-Technologie ermöglicht die Datenübertragung über große Entfernungen und ist aufgrund ihrer einfachen Architektur einfach zu implementieren. LoRa ist im Allgemeinen eine beliebte Option, da Benutzer ihre eigenen Netzwerke für Smart-Farm-, Lagerlogistik- und Smart-City-Anwendungen einrichten und verwalten können.

Die Energieverwaltung ist fast immer ein kritischer Faktor bei Asset-Tracking-Anwendungen, da häufig batteriebetriebene Lösungen implementiert werden. Energieverwaltungsgeräte wie der ST1PS01/02 sind daher entscheidend für die Optimierung des Systemleistungsverbrauchs und das Einsparen von Energie.

Für alle oben genannten Technologien bietet ST vollständige End-to-End-Lösungen und Entwicklungsumgebungen mit Evaluierungsboards und Anwendungsfirmware für verschiedene Anwendungsszenarien, einschließlich einer dedizierten ST-Asset-Tracking-App und dem webbasierten Cloud-Dashboard DSH-ASSETRACKING. die eine intuitive grafische Überwachungsschnittstelle bietet und die Verwaltung von Multi-Technologie-Lösungen erleichtert.

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