Fuente: NXP / Escribe: Thomas Lorbach
En Internet de las Cosas (IoT), donde miles de millones de pequeños sensores y etiquetas alimentados por baterías necesitan recibir y transmitir pequeñas cantidades de datos, el protocolo Sigfox es una solución hecha a medida para la conectividad inalámbrica. Como protocolo de red de área amplia de baja potencia (LPWAN) que es compatible con un servicio de conectividad global, Sigfox ofrece el tipo de conectividad de largo alcance, baja tasa de bits y ahorro de energía que muchos dispositivos de IoT necesitan.
Sigfox ahorra energía al restringir el número de transmisiones y limitar los mensajes, lo que significa que los dispositivos de rastreo Sigfox pueden permanecer en el campo de tres a cinco años con la misma batería de tipo botón. Además, dado que los dispositivos SigfoIntx se conectan automáticamente solo a la red Sigfox local, es fácil recopilar datos sin tener que invertir o mantener una infraestructura de red local. Una suscripción de bajo costo brinda cobertura global, sin cargos por roaming.
Sin embargo, por muy bueno que sea Sigfox, los desarrolladores están descubriendo que Sigfox es aún mejor cuando se combina con otros protocolos inalámbricos. La integración de la comunicación de campo cercano (NFC), por ejemplo, permite interacciones con teléfonos inteligentes sin sobrecargar la batería, mientras que la integración de identificación por radiofrecuencia (RFID) de RAIN agrega un nuevo nivel de transparencia a la cadena de suministro. A continuación, se muestra más de cerca cómo funciona.
¿Qué puede hacer NFC por Sigfox?
El protocolo NFC admite la comunicación inalámbrica segura entre dispositivos electrónicos que se encuentran a 4 cm entre sí. NFC es la tecnología que hace posibles los pagos “tap” y se usa ampliamente en el segmento de consumidores para respaldar las interacciones con artículos cotidianos.
Ahora que los sistemas operativos Android e iOS ofrecen soporte nativo para NFC, NFC está ganando terreno en IoT. Según el analista de mercado ABI Research, se espera que la entrada de NFC en los teléfonos inteligentes alcance el 70% para 2023. Con más personas que llevan teléfonos inteligentes (y tabletas) con lectores NFC a bordo, más dispositivos IoT están utilizando NFC para comunicarse.
Como parte de un diseño de Sigfox, NFC puede aumentar la interacción y agregar funcionalidad. Durante la implementación, por ejemplo, se puede utilizar NFC para poner en marcha o activar el dispositivo. Con un solo toque de un teléfono inteligente (o tableta), el dispositivo se activa y se conecta a la red Sigfox. Dado que el teléfono inteligente suministra energía a la etiqueta NFC, la batería del dispositivo puede permanecer en modo de suspensión hasta que se necesite para el funcionamiento de IoT. También se puede usar un teléfono inteligente para leer los parámetros del dispositivo Sigfox, verificar la utilización y escribir parámetros de configuración. NFC puede cargar nuevo firmware desde un teléfono inteligente, y el teléfono inteligente puede leer datos de diagnóstico o facilitar un análisis post-mortem.
El diseño de Sigfox sigue siendo compacto, ya que una etiqueta NFC conectada es el único IC adicional necesario para el diseño. La antena NFC está hecha de trazas de cobre al PCB y la etiqueta en sí incluye hasta 2 kBytes de memoria.
NFC / Sigfox en aplicaciones de consumo y cadena de suministro
La combinación de NFC y Sigfox es particularmente útil en el segmento de consumidores, donde puede crear interacciones atractivas con los consumidores y habilitar servicios remotos, sin requerir la presencia de una conexión local de Wi-Fi o Bluetooth Low Energy (BLE). Con una bicicleta eléctrica, por ejemplo, la combinación NFC / Sigfox se puede usar para autenticar baterías de reemplazo, con el fin de combatir la falsificación y se puede usar para activar o desactivar los mensajes de alarma de Sigfox si la bicicleta es robada. NFC también se puede utilizar para recibir el consentimiento del consumidor para la privacidad de los datos o registrar las credenciales del consumidor, de acuerdo con las pautas regulatorias como el GDPR. En electrodomésticos, como lavadoras y otros electrodomésticos, NFC puede formar parte de programas de mantenimiento predictivo y puede facilitar el diagnóstico de problemas y la lectura de códigos de falla. NFC también brinda a las personas acceso rápido a manuales, configuraciones de Wi-Fi, devoluciones de llamadas de servicio al cliente y otros mecanismos de soporte.
En la cadena de suministro, la combinación NFC / Sigfox mejora el seguimiento al proporcionar a los objetos inanimados una forma de comunicarse con el IoT y con las personas. En un huerto, por ejemplo, una caja de manzanas equipada con rastreador puede realizar una geolocalización al aire libre utilizando un receptor GPS y / o triangulación Sigfox. Sigfox puede registrar temperaturas, monitorear movimientos o choques y voltaje de la batería, y habilitar la comunicación de largo alcance. NFC puede encargarse de la comunicación de corto alcance, permitiendo que las personas en la cadena de suministro usen su teléfono inteligente para almacenar o leer datos. El diseño del rastreador tiene una duración de batería de varios años, es resistente al polvo y al agua, y es rentable pero fácil de mantener.
Qué puede hacer Sigfox por RAIN RFID
El otro protocolo inalámbrico con el que Sigfox se empareja bien es RAIN RFID, un habilitador clave en IoT. RAIN RFID puede leer cientos de elementos a la vez, sin línea de visión y a una distancia de al menos 10 metros. Al igual que NFC, RAIN RFID es una tecnología pasiva, por lo que utiliza la energía suministrada por el lector y no necesita una batería en la etiqueta.
Dado que RAIN RFID admite la supervisión y el seguimiento de activos en tiempo real, es una opción líder en las cadenas de suministro de todo el mundo. La asociación de la industria RAIN Alliance informa que, solo en 2019, se enviaron casi 19 mil millones de circuitos integrados RAIN RFID para su uso en aplicaciones de etiquetado.
Sin embargo, hay ocasiones en las que RAIN RFID no proporciona la cobertura necesaria. Cuando los artículos están en tránsito, por ejemplo, pueden estar fuera del alcance de los lectores RAIN RFID, y es posible que los proveedores externos y las empresas de logística no estén equipados con RAIN RFID en sus instalaciones. Estas brechas en la cobertura crean momentos en los que los artículos están fuera de línea y eso puede generar problemas logísticos y generar oportunidades de desvío.
Sigfox se puede utilizar para llenar estos vacíos, llevando el monitoreo y seguimiento de activos a lugares donde RAIN RFID no puede llegar o no está disponible. Los dispositivos habilitados para Sigfox pueden recopilar periódicamente información sobre la ubicación y el estado de las mercancías en cualquier punto de la cadena de suministro y pueden transmitir esa información de forma segura a través de la red global de IoT de Sigfox. Sigfox está disponible en módulos compactos que se pueden agregar a un diseño RAIN RFID, y las redes Sigfox se pueden configurar rápidamente en sitios asociados utilizando estaciones base privadas o públicas. Al integrarse con sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP), la carga útil de Sigfox puede incluir la identificación única (UID) o el código de producto electrónico (EPC) de la etiqueta RFID RAIN, por lo que no se requiere una reasignación o programación complejas en la operación de back-end.
Casos de uso RAIN RFID / Sigfox
Sigfox hace que la información en tiempo real esté disponible entre ubicaciones dentro de la infraestructura RAIN RFID. La red Sigfox proporciona cobertura mundial, por lo que los artículos pueden informar su ubicación desde lugares difíciles de alcanzar mientras están en movimiento, ya sea que viajen en camión, tren, avión o barco.
Sigfox también agrega un componente de seguridad adicional al protegerlo contra robos y protegerse contra el desvío hacia los mercados gris y negro. Sigfox puede emitir una alarma si se abre una paleta o caja que contiene artículos etiquetados individualmente o comienza a viajar en una dirección no autorizada o inesperada. Se puede enviar una alarma si se abre una caja individual en un lugar donde no se debe tocar, como en un centro de distribución o en tránsito. Sigfox incluso puede admitir el uso de Incoterms, los términos de venta comerciales reconocidos internacionalmente, informando cuándo un subconjunto de paletas abandona una ubicación.
NXP admite el enfoque combinado
Como líder reconocido en protocolos de RF, NXP ofrece soluciones optimizadas para todos los protocolos inalámbricos clave utilizados en IoT, incluidos Sigfox, NFC y RAIN RFID. Simplificamos la integración y calificación de diseños que usan más de una tecnología inalámbrica, para que los desarrolladores puedan terminar rápidamente y cumplir con los requisitos de tiempo de comercialización.
Para Sigfox en particular, ofrecemos la solución de sistema en chip OL2385 y, a través de un tercero, ofrecemos módulos precalificados que están listos para ejecutarse. Nuestras etiquetas NFC seguras son totalmente compatibles con Sigfox, y también ofrecemos una solución de etiquetado de activos Sigfox dedicada, que se puede configurar para usar RAIN RFID cuando haya lectores disponibles.
El diseño de la etiqueta RFID Sigfox / RAIN incluye una carcasa resistente que es resistente al polvo y al agua, y una suscripción de un año a la red Sigfox para pruebas de campo. Para obtener más información sobre cómo NXP facilita el uso de Sigfox en combinación con NFC y RAIN RFID, visite www.nxp.com/connectivity.
