Producent niestandardowych beaconów LoRaWAN do śledzenia zasobów, lokalizacji i przemysłowego IoT

Niestandardowy beacon LoRaWAN to kompaktowe, bezprzewodowe urządzenie o niskim poborze energii, przeznaczone do przesyłania identyfikatora, lokalizacji, danych z czujników lub informacji alarmowych za pośrednictwem prywatnej sieci LoRa albo standardowej infrastruktury LoRaWAN.

W porównaniu ze zwykłym beaconem Bluetooth urządzenie LoRaWAN oferuje większy zasięg komunikacji, szersze pokrycie na zewnątrz oraz większą elastyczność podczas budowania prywatnych sieci IoT. Każde urządzenie nie musi mieć oddzielnej karty SIM, co pomaga ograniczyć koszty komunikacji i utrzymania w projektach obejmujących setki lub tysiące terminali.

Beacony mogą być stosowane w fabrykach, magazynach, na placach budowy, w parkach przemysłowych, kopalniach, szpitalach, gospodarstwach rolnych, centrach logistycznych oraz w projektach monitorowania zasobów zlokalizowanych w odległych obszarach.

Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd. oferuje projektowanie niestandardowych urządzeń LoRa i LoRaWAN, obejmujące płytki PCB, firmware, anteny, czujniki, obudowy, protokoły komunikacyjne, gatewaye, platformy chmurowe i aplikacje mobilne.

Klient może zamówić samo urządzenie albo kompletny system składający się z beaconów, terminali przenośnych, gatewayów LoRaWAN, serwera sieciowego, API, aplikacji oraz platformy zarządzania IoT lora8.

Czym jest niestandardowy beacon LoRaWAN?

Beacon LoRaWAN przesyła w określonych odstępach czasu unikalny identyfikator urządzenia oraz inne informacje wymagane przez konkretny projekt.

Przesyłane dane mogą obejmować:

• Identyfikator beaconu
• Numer pracownika lub zasobu
• Poziom naładowania baterii
• Informacje o ruchu i wibracjach
• Temperaturę i wilgotność
• Alarm SOS
• Alarm sabotażowy
• Powiadomienie o usunięciu urządzenia
• Współrzędne GPS lub BeiDou
• Identyfikatory pobliskich beaconów Bluetooth
• Stan pracy urządzenia
• Stan komunikacji
• Informacje o błędach
• Dane z czujników wewnętrznych lub zewnętrznych

Tradycyjny beacon BLE zazwyczaj wymaga odbiornika Bluetooth znajdującego się w pobliżu. Beacon LoRaWAN może przesyłać informacje do gatewaya znajdującego się w znacznie większej odległości.

Bluetooth i LoRaWAN można również połączyć w jednym systemie. Stacjonarne beacony Bluetooth pełnią funkcję punktów referencyjnych wewnątrz budynku. Identyfikator pracownika lub tracker zasobu skanuje ich numery i przesyła wynik do serwera za pomocą LoRaWAN.

Taka architektura jest odpowiednia do lokalizacji personelu, ochrony pracowników, zarządzania majątkiem przemysłowym oraz monitorowania wyposażenia magazynowego.

Zastosowania niestandardowych beaconów LoRaWAN

1. Lokalizacja pracowników wewnątrz budynków

Beacony Bluetooth można zainstalować w halach produkcyjnych, magazynach, biurach, szpitalach, tunelach, kopalniach i strefach ograniczonego dostępu. Przenośny identyfikator LoRaWAN skanuje identyfikatory pobliskich beaconów i przesyła dane do gatewaya.

Platforma określa przybliżoną strefę, w której znajduje się pracownik, na podstawie wykrytego beaconu, siły sygnału oraz skonfigurowanych reguł lokalizacji.

W projektach wymagających pokrycia wewnętrznego i zewnętrznego Jinshengchang może połączyć:

• BLE do rozpoznawania stref wewnętrznych
• Wi-Fi do wspomagania lokalizacji
• GPS i BeiDou do lokalizacji na zewnątrz
• LoRaWAN do przesyłania danych
• 4G jako główny lub rezerwowy kanał komunikacji

System może zapewniać identyfikację pracowników, lokalizację strefową, historię przemieszczania, geofencing, zarządzanie obecnością, alarm niskiego poziomu baterii i powiadomienia awaryjne.

Jeśli projekt wymaga niezależnej łączności komórkowej lub samodzielnego pozycjonowania GPS, można wykorzystać identyfikator GPS OEM do śledzenia pracowników.

2. Śledzenie majątku przemysłowego

Niestandardowy beacon LoRaWAN można zamontować na narzędziach, kontenerach, maszynach, przyczepach, paletach, opakowaniach wielokrotnego użytku i innym wartościowym wyposażeniu.

Urządzenie może okresowo przesyłać raport o stanie lub natychmiast wygenerować alarm po wykryciu:

• Ruchu
• Wibracji
• Uderzenia
• Zmiany kąta nachylenia
• Otwarcia obudowy
• Nieautoryzowanego usunięcia
• Opuszczenia dozwolonej strefy
• Długiego okresu bezczynności

Do monitorowania zasobów zewnętrznych można dodać GPS lub BeiDou. Zasoby znajdujące się wewnątrz budynków mogą być lokalizowane za pomocą beaconów BLE albo stref określanych przez gatewaye. Pozwala to ograniczyć zużycie energii i koszt urządzenia.

Jinshengchang oferuje produkcję OEM urządzeń LoRa, elektronicznych identyfikatorów, trackerów GPS i urządzeń lokalizacji wewnętrznej.

3. Zarządzanie magazynem i logistyką

Beacony LoRaWAN mogą identyfikować towary i wyposażenie przemieszczane pomiędzy liniami produkcyjnymi, strefami magazynowymi, rampami załadunkowymi i pojazdami.

W zależności od wymagań urządzenie może monitorować:

• Otwarcie drzwi lub pojemnika
• Uderzenia i wibracje
• Temperaturę
• Wilgotność
• Orientację urządzenia
• Nieautoryzowany ruch
• Wejście do strefy i jej opuszczenie
• Długotrwałą bezczynność

Dane mogą być wysyłane do platformy lora8 lub systemu magazynowego klienta przez MQTT, HTTP, TCP albo specjalnie opracowane API.

Do kontrolowania kontenerów, ładunków i mobilnych zasobów można zastosować również tracker GPS do kontenerów.

4. Bezpieczeństwo pracowników i alarm SOS

Przenośny beacon LoRaWAN może być wyposażony w przycisk SOS, czujnik upadku, akcelerometr, funkcję man-down lub alarm długotrwałego braku ruchu.

Po wystąpieniu sytuacji awaryjnej urządzenie może automatycznie przełączyć się ze standardowego trybu oszczędzania energii na tryb pilnej transmisji.

Platforma może odebrać:

• Identyfikator pracownika
• Typ alarmu
• Czas zdarzenia
• Ostatnią dostępną pozycję
• Najbliższy beacon Bluetooth
• Współrzędne GPS
• Poziom baterii
• Stan komunikacji

Częstotliwość transmisji może zostać automatycznie zwiększona podczas alarmu. Po zakończeniu zdarzenia urządzenie wraca do normalnego trybu niskiego poboru energii.

5. Inteligentne rolnictwo i hodowla zwierząt

Beacony LoRaWAN można wykorzystywać do identyfikacji zwierząt, maszyn rolniczych, zbiorników z wodą, bram, narzędzi i mobilnego wyposażenia gospodarstwa.

W zależności od zastosowania urządzenie może obsługiwać:

• Lokalizację GPS
• Monitorowanie aktywności
• Pomiar temperatury
• Alarm opuszczenia geofencu
• Wykrywanie usunięcia urządzenia
• Zasilanie solarne
• Powiadomienia o niskiej baterii

Jinshengchang ma doświadczenie w projektowaniu urządzeń LoRa dla dużych gospodarstw, takich jak obroże GPS, elektroniczne kolczyki, gatewaye LoRaWAN i platformy do zarządzania zwierzętami.

Przykładem powiązanej aplikacji jest system wirtualnych ogrodzeń do wypasu rotacyjnego.

Parametry podlegające personalizacji

Ostateczna konfiguracja urządzenia jest ustalana na podstawie wymaganego zasięgu, częstotliwości raportowania, dokładności lokalizacji, sposobu montażu oraz oczekiwanej żywotności baterii.

Projektowanie energooszczędnego firmware

Czas pracy nie zależy wyłącznie od pojemności baterii. Wpływają na niego również interwał transmisji, parametry LoRa, spreading factor, moc nadajnika, pokrycie gatewaya, działanie czujników oraz metoda lokalizacji.

Niestandardowy firmware może obsługiwać:

• Konfigurowalne interwały heartbeat
• Transmisję wyzwalaną przez ruch
• Tryb głębokiego uśpienia
• Adaptacyjną częstotliwość pozycjonowania
• Oddzielny tryb alarmowy
• Konfigurowalne progi czujników
• Zdalną zmianę parametrów
• Potwierdzone lub niepotwierdzone uplinki
• Lokalne buforowanie danych
• Raporty niskiego poziomu baterii
• Watchdog i automatyczne odzyskiwanie
• Obsługę poleceń downlink
• Zdalną zmianę trybu pracy

Na przykład beacon zamontowany na urządzeniu może pozostawać w głębokim uśpieniu, dopóki urządzenie jest nieruchome. Po wykryciu ruchu przez akcelerometr beacon wybudza się i zwiększa częstotliwość raportowania.

Identyfikator SOS może podczas normalnej pracy korzystać z długiego interwału, a po naciśnięciu przycisku alarmowego natychmiast rozpocząć częstsze raportowanie pozycji.

Niestandardowy projekt PCB LoRaWAN

Opracowanie beaconu może wymagać kompaktowej płytki integrującej mikrokontroler, transceiver LoRa, czujniki, układ ładowania, pamięć i zarządzanie energią.

Jinshengchang może zapewnić projektowanie i rozwój niestandardowych płytek PCB LoRaWAN dla urządzeń wymagających określonych wymiarów, interfejsów, czujników lub zużycia energii.

Zakres projektowania sprzętu może obejmować:

• Dobór mikrokontrolera
• Projekt obwodu LoRa
• Zarządzanie zasilaniem
• Ochronę akumulatora
• Integrację GPS i BeiDou
• Interfejsy I²C, SPI, UART i GPIO
• Układ ładowania
• Sterowanie czujnikami
• Pamięć Flash
• Diody LED, wibracje lub buzzer
• Przycisk SOS
• Projekt anteny
• Optymalizację EMC

Przed rozpoczęciem produkcji seryjnej można wykonać próbki techniczne w celu sprawdzenia funkcjonalności, zużycia energii i stabilności działania.

Optymalizacja anteny i parametrów RF

Sam wybór modułu LoRa nie gwarantuje stabilnej komunikacji. Niezawodny beacon LoRaWAN wymaga prawidłowego zaprojektowania anteny, płytki, baterii i obudowy.

Podczas rozwoju Jinshengchang może ocenić:

• Rodzaj anteny LoRa
• Położenie anteny
• Antenę PCB lub zewnętrzną
• Zakłócenia powodowane przez baterię
• Wpływ elementów metalowych
• Materiał obudowy
• Rozmieszczenie komponentów
• Układ dopasowania RF
• Moc transmisji
• Czułość odbioru
• Rozmieszczenie gatewayów
• Przeszkody wewnątrz budynków
• Warunki terenowe na zewnątrz

Prototypy można testować pod względem zasięgu, utraty pakietów, prądu w trybie uśpienia, poboru podczas transmisji, ładowania, stabilności czujników i dokładności lokalizacji.

Wybór odpowiedniego gatewaya LoRaWAN

Gateway powinien być dobrany na podstawie liczby urządzeń, powierzchni projektu, środowiska instalacji oraz sposobu połączenia z serwerem.

Niewielki system wewnętrzny może korzystać z jednej lub kilku kompaktowych gatewayów. Rozległe instalacje zewnętrzne mogą wymagać wodoodpornych gatewayów, anten zewnętrznych, połączenia Ethernet lub 4G oraz wielu punktów instalacji.

Prawidłowe rozmieszczenie gatewayów pomaga ograniczyć utratę pakietów, zmniejszyć wymagany poziom mocy nadajnika i wydłużyć czas pracy urządzeń.

Przypadek referencyjny 1: lokalizacja personelu i SOS w fabryce

Fabryka potrzebuje lokalizować pracowników w halach produkcyjnych, magazynach i zewnętrznych strefach załadunku.

GPS nie działa stabilnie wewnątrz budynków. Zastosowanie osobnej karty SIM w każdym identyfikatorze zwiększyłoby natomiast koszty komunikacji i utrzymania.

Proponowana architektura obejmuje:

1. Beacony BLE zainstalowane w punktach wewnętrznych
2. Przenośne identyfikatory LoRaWAN
3. Gatewaye wewnętrzne i zewnętrzne
4. GPS w przestrzeni otwartej
5. Lokalizację BLE wewnątrz budynków
6. Przycisk SOS i opcjonalne wykrywanie upadku
7. Platformę internetową i aplikację
8. API do połączenia z systemem fabryki

Każdy identyfikator skanuje pobliskie beacony Bluetooth i przesyła ich numery przez LoRaWAN. Kiedy pracownik wychodzi na zewnątrz, urządzenie może przełączyć się na GPS.

Po naciśnięciu SOS platforma otrzymuje identyfikator pracownika, ostatnią lokalizację, czas alarmu i stan baterii.

Ta hybrydowa konstrukcja zapewnia pokrycie wewnętrzne i zewnętrzne bez potrzeby stosowania karty SIM dla każdego pracownika.

Przypadek referencyjny 2: zarządzanie narzędziami i wyposażeniem magazynu

Magazyn potrzebuje zarządzać narzędziami przenośnymi, opakowaniami wielokrotnego użytku oraz urządzeniami o wysokiej wartości. Klient chce wiedzieć, czy każdy przedmiot pozostaje w przypisanej strefie, i otrzymywać alarm po jego nieautoryzowanym przemieszczeniu.

Rozwiązanie wykorzystuje kompaktowe beacony z czujnikami ruchu. Gatewaye LoRaWAN obejmują magazyn, linie produkcyjne i strefy załadunku.

Każdy beacon przesyła:

• Unikalny identyfikator
• Poziom baterii
• Stan ruchu
• Aktualną strefę
• Zdarzenia alarmowe

Platforma może zapewnić rejestrację zasobów, zarządzanie strefami, alarmy ruchu, historię wejść i wyjść, przypomnienia o baterii, raporty oraz dostęp przez API.

Dla sprzętu wymagającego dokładnej lokalizacji zewnętrznej można dodać GPS. Do zarządzania strefami wewnątrz magazynu BLE może być wystarczające i zapewnić dłuższy czas pracy.

Przypadek referencyjny 3: monitorowanie sprzętu zewnętrznego

W przypadku maszyn budowlanych, urządzeń rolniczych i odległych zasobów przemysłowych beacon LoRaWAN może łączyć komunikację dalekiego zasięgu, wykrywanie drgań i lokalizację GNSS.

W normalnych warunkach urządzenie pozostaje w trybie niskiego zużycia energii. Gdy maszyna zaczyna się poruszać, akcelerometr aktywuje terminal i wywołuje raport stanu lub lokalizacji.

Jeśli urządzenie opuści ustawiony geofence, platforma wysyła alarm do odpowiedzialnych osób.

Jeżeli publiczne pokrycie LoRaWAN nie jest dostępne, klient może zbudować prywatną sieć i połączyć gatewaye z serwerem przez Ethernet, Wi-Fi albo 4G.

Proces rozwoju niestandardowego beaconu LoRaWAN

Krok 1: analiza wymagań

Zespół potwierdza zastosowanie, środowisko, pasmo LoRaWAN, czujniki, zasięg, interwał transmisji, czas pracy baterii, wymiary i wymagania platformy.

Krok 2: architektura systemu

Definiowane są zależności pomiędzy beaconami, urządzeniami przenośnymi, gatewayami, serwerem sieciowym, platformą, aplikacją i API.

Krok 3: projekt sprzętu i PCB

Projekt może obejmować wybór MCU, obwód LoRa, zarządzanie zasilaniem, ochronę baterii, antenę, ładowanie i interfejsy czujników.

Krok 4: firmware i protokół

Tworzony jest firmware do komunikacji LoRaWAN, obsługi czujników, oszczędzania energii, alarmów, lokalizacji i poleceń serwera.

Dla platformy klienta można przygotować własny format pakietów.

Krok 5: produkcja prototypu

Powstają próbki do testów funkcjonalnych, oceny RF, pomiarów zużycia energii i weryfikacji mechanicznej.

Krok 6: integracja platformy

Urządzenia można połączyć z platformą lora8, prywatnym serwerem lub istniejącym systemem IoT klienta.

Krok 7: testy w rzeczywistym środowisku

Sprawdzane są pokrycie, utrata pakietów, rozmieszczenie beaconów BLE, dokładność lokalizacji i pobór energii.

Krok 8: produkcja seryjna

Po zatwierdzeniu próbki Jinshengchang może zapewnić formy, testy produkcyjne, logo, opakowanie, dokumentację i produkcję seryjną.

Dlaczego warto wybrać Jinshengchang?

Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd. nie dostarcza wyłącznie standardowego beaconu. Firma może opracować kompletne rozwiązanie IoT.

Możliwości przedsiębiorstwa obejmują:

• Ponad 13 lat doświadczenia w urządzeniach GPS i lokalizacyjnych
• Wewnętrzny rozwój sprzętu i firmware
• Projektowanie terminali LoRa i LoRaWAN
• Integrację BLE, Wi-Fi, GPS i BeiDou
• Planowanie pokrycia gatewayów
• Aplikacje Android i iOS
• Internetową platformę zarządzania
• Wdrożenie na prywatnym serwerze
• API i integrację z systemami zewnętrznymi
• Niestandardową obudowę, logo, etykietę i opakowanie
• Prototypowanie
• Produkcję seryjną
• Zarządzanie jakością oparte na ISO 9001
• Doświadczenie w projektach hodowlanych, pracowniczych i przemysłowych
• Platformę lora8 obsługującą dużą liczbę podłączonych urządzeń

Informacje potrzebne do przygotowania wyceny

W celu przygotowania właściwej propozycji technicznej i cenowej należy podać:

1. Zastosowanie urządzenia
2. Środowisko instalacji
3. Planowaną ilość
4. Wymagane pasmo LoRaWAN
5. Prywatny LoRa lub standardowy LoRaWAN
6. Lokalizację wewnętrzną, zewnętrzną lub hybrydową
7. Wymagane czujniki
8. Funkcje alarmowe
9. Interwał transmisji
10. Oczekiwany czas pracy baterii
11. Wymiary i wymagania dotyczące obudowy
12. Stopień ochrony IP
13. Wymagania dotyczące gatewaya
14. Platformę, serwer i API
15. Logo i opakowanie
16. Kraj sprzedaży i wymagane certyfikaty

Podsumowanie

Niestandardowy beacon LoRaWAN może zapewnić bezprzewodową identyfikację dalekiego zasięgu, śledzenie zasobów, lokalizację pracowników, transmisję danych z czujników i alarmy awaryjne przy niskim zużyciu energii.

Niezawodny projekt wymaga jednak skoordynowania sprzętu, anteny, firmware, gatewayów, algorytmów lokalizacji, platformy chmurowej oraz planu instalacji.

Jinshengchang może zapewnić pełny proces — od początkowej koncepcji i prototypu inżynieryjnego po integrację systemu i produkcję seryjną.

Jeśli projekt wymaga przenośnego beaconu pracowniczego, przemysłowego znacznika zasobów, beaconu Bluetooth do lokalizacji wewnętrznej, identyfikatora SOS lub trackera LoRaWAN z GPS, Shenzhen Jinshengchang Technology Co., Ltd. może dostosować hardware, firmware, protokół, obudowę i platformę zarządzania.

Dane kontaktowe Jinshengchang Technology

• Wang Tao: +86 134 8088 1974
• Pani Hu: +86 177 2242 0256
• WhatsApp: te same numery telefonów
• E-mail: jietainana@gmail.com
• Strona internetowa: www.lora8.net
• Usługi: rozwój niestandardowych beaconów LoRaWAN, produkcja OEM/ODM, prototypy, planowanie gatewayów, integracja platform i produkcja seryjna