实现无连接、超低功耗的Wi-Fi资产追踪
在全球物流和资产管理中,货物从工厂装载上卡车,穿越陆地甚至跨洋运输。尽管在运输途中可以通过GPS和蜂窝网络进行定位,但一旦货物进入仓库、医院或工厂等封闭环境,其可见性就会骤然消失。这不仅是因为GPS信号难以穿透墙体,同时也是由于蜂窝网络在信号屏蔽或密集建筑环境中定位精度下降。
面对这一挑战,Wi-Fi技术正以一种全新的方式参与资产追踪:不再是传统意义上的网络连接或数据传输,而是通过感知环境中的无线信号来实现定位。这种方式被称为“存在感知”,它通过捕捉周围的无线信号,并将其转化为定位信息。
Silicon Labs(芯科科技)推出了一款创新的Wi-Fi资产追踪硬件解决方案,它无需建立连接,仅通过智能扫描即可实现高效、低功耗的定位能力。这一技术突破,使资产在室内环境中也能保持数字可见。
什么是Wi-Fi资产追踪?其工作原理是怎样的?
与传统依赖大型基础设施或GPS的方式不同,Wi-Fi定位通过扫描周围环境中的服务集标识符(SSID)并测量信号强度来估算位置。这意味着设备无需连接至任何网络,仅需识别它所在位置附近有哪些无线接入点。
图示:资产追踪设备的基本原理。
芯科科技的SiWx917 Wi-Fi 6超低功耗无线SoC能够在冷启动后约5秒内完成所有频道的SSID扫描,平均电流消耗低于50mA。这不仅大幅提升了位置信息更新的效率,也显著降低了能耗,实现了接近“唤醒即用”的传感器行为。
云端驱动的Wi-Fi资产追踪解决方案
在资产追踪系统中,云平台作为关键的后端支持,负责处理由SiWx917采集的数据。采集到的SSID信息通过MQTT或其他通信协议传输至云端,随后与地理坐标数据库进行比对,从而实现对资产的实时定位。
这一后端处理过程利用现有Wi-Fi基础设施,无需额外部署任何设备。无论是仓库、工厂还是医院,只要已有Wi-Fi网络,即可转化为定位系统的一部分。无需安装专用读取器,只需依赖现有的无线网络。
这种协作式架构融合了芯科科技的低功耗芯片与用户自选的云平台、数据看板,构建出一个完整的资产可视化系统。通过结合多种技术,系统能提供更全面的资产追踪能力,并提升整体投资回报。
无论是追踪集装箱从工厂到叉车的全过程,还是跟踪医疗推车在医院中的路径,甚至是在建筑内部实现库存管理,这一切都可通过一颗低功耗、易于集成的SoC芯片实现。
对于已部署GPS和蜂窝网络的场景,Wi-Fi并不是替代方案,而是补充手段。用户可以选择在无需精确定位时关闭高功耗射频模块,在必要时启用Wi-Fi监听模式。这种灵活切换的机制,有助于延长设备寿命并提升覆盖能力。
从概念到部署:Wi-Fi资产追踪器的设计实践
芯科科技已将这一理念推进至参考设计阶段。SiWx917可作为核心控制器,与GNSS和IMU等传感器协同工作,并通过MQTT协议将数据上传至云端。
在一项实际应用中,智能托盘被嵌入Wi-Fi SoC,实现了从船舶、卡车到仓库的全链路追踪,而无需连接任何网络。该方案仅通过信号感知、数据发送和后台运行,即可完成任务。
物流企业在采用该方案后,实现了低功耗蓝牙与Wi-Fi技术的整合,延长了设备电池寿命,并成功突破了传统设施内的可视性瓶颈。
为何选择SiWx917构建Wi-Fi资产追踪器
SiWx917 Wi-Fi 6超低功耗无线SoC不仅具备前述优势,还是一款高度集成的解决方案,覆盖了资产追踪所需的全部功能。其主要优势包括:
- 内置完整的网络协议栈,支持TCP/IP、TLS、MQTT等。
- 简化与云平台和定位数据库的集成。
- 丰富的接口,支持GNSS/GPS、LTE/GSM、IMU、环境传感器等外设。
- 大容量SRAM、PSRAM和闪存,支持固件、应用及定位数据存储,并兼容OTA更新。
- 内置高主频MCU及AI/ML加速器,无需额外MCU,降低BOM成本和功耗。
- 无线和网络协议栈运行在独立处理器上,提升MCU休眠时间,进一步节能。
- 模块自带天线并已通过认证,简化射频开发流程,降低成本并加快上市速度。
携手开发Wi-Fi资产追踪设备
对于希望实现资产可视化、室内定位或实时物流管理的企业,Wi-Fi技术正成为一种变革性的工具。当现有Wi-Fi网络已就绪,如何更高效地利用它,已成为智能硬件开发的重要方向。
芯科科技在其白皮书《Wi-Fi功耗优化示例:六种IoT设备》中,联合Sigma Connectivity的专家团队,分享了六种IoT设备的Wi-Fi功耗优化实践,其中特别探讨了无连接Wi-Fi资产追踪器的设计方法。