LPWAN-Standard Weightless für neuseeländische Landwirtschaft

Neuseeland verfügt nun über das erste IoT-Netzwerk: ein Low Power Wide Area Netzwerk nach Weightless-Standard. Gemeinsam mit unserem Partner Ubiik hat First Tree Growing Ltd in Neuseeland eine neue Möglichkeit für Smart Agriculture geschaffen. Dabei wird der neue LPWAN-Standard Weightless eingesetzt. Erste geplante Projekte bestehen unter anderem darin, eine „Maori Future Farm“, also einen zukunftsorientierten landwirtschaftlichen Hof für die örtlichen Ureinwohner zu bauen. Dadurch sollen die neuen Technologien verbreitet werden, die kleinere landwirtschaftliche Betriebe stärken und diese nachhaltig und zugleich wettbewerbsfähig machen können.

Es wurden bereits über 500 IoT-Sensoren für das neue LPWAN-Netz verteilt. Die dazu nötigen Basisstationen werden dabei solarbetrieben und sind dadurch komplett eigenständig ohne externe Versorgung funktionsfähig. Laut Graeme Everton, einem Experten von First Tree Growing Ltd, sprachen vor allem die Nachteile des bestehenden LoRaWAN-Netzes für die Entwicklung des neuen Weightless-Netzwerks: LoRaWAN beinhaltet ein gewisses Kollisionsrisiko bei Übertragungen zwischen Endgeräten, es unterstützt für batteriebetriebene Geräte kein Firmware-Over-The-Air (FOTA) und nutzt zudem einen beträchtlichen, nicht vernachlässigbar kleinen Spektralbereich.

Der neue Ubiik-Standard Weightless realisiert hingegen ein Timing-basiertes synchronisiertes Netzwerk, wodurch Kollisionen verhindert werden. Zusätzlich ermöglicht Weightless auch effiziente Downlink-Übertragungen, sodass neben Systemsteuerungs- und Update-Funktion auch FOTA unterstützt wird. Die benötigte spektrale Bandbreite ist mit etwa 100kHz für 8 Kanäle zudem in etwa um ein Zehnfaches niedriger als bei LoRaWAN.

Auch in Zukunft sollen weitere Sensoren eingesetzt und Basisstationen aufgestellt werden, um den primären Sektor Neuseelands mit der IoT-Technologie vertraut zu machen und deren beinahe unendlichen Möglichkeiten aufzuzeigen. Es können schließlich alle Arten von Sensoren kabellos mit Weightless eingesetzt werden, wobei bisher ausschließlich Temperatur-, Feuchtigkeits-, und GPS-Sensoren mit Sendeintervallen von 5-10 Minuten verteilt wurden. Die möglichen Reichweiten zwischen Sensoren und Basisstationen betragen bereits mehrere Kilometer.

BC66 – Funktionserweitertes, extrem kompaktes Multi-Band-NB-IoT-Modul

Quectel, unser Partner für Zellular- und NB-IoT-Module, präsentiert das neue BC66. Als funktionale Erweiterung des BC68 ist das BC66 ein noch wesentlich vielseitigeres LTE Cat. NB1-Modul. Es zeichnet sich durch das SMD-LCC-Package mit extrem kleinem Formfaktor von 17,7mm x 15,8mm x 2,3mm aus, was exakt die Abmessungen des BC68 und auch die des M66 (GSM/GPRS) sind. Somit ist auch das BC66 eine optimale Lösung für platzsparende, robuste PCB-Designs, die den Übergang von GSM/GPRS zum NB‑IoT-Netz vereinfachen.

Unterschiedlich zum BC68 ist das zugrundeliegende Chip-Set, wodurch vor allem in Zukunft zahlreiche zusätzliche Protokolle unterstützt werden. Außerdem bietet das BC66 mit unter anderem SPI, I2S und PWRKEY zahlreiche weitere Schnittstellen und außerdem die Nutzung mehrerer Frequenzbänder.

Mit dem industriellen Arbeitstemperaturbereich von -40°C bis 85°C, extrem kleinem Stromverbrauch und dem geringen Platzbedarf kann das BC66 in zahlreichen Bereichen eingesetzt werden, wie beispielsweise in der Sicherheitsüberwachung, im Asset Tracking, Bike Sharing und Smart Metering sowie in Smart Home-, Smart City-, Smart Parking- und weiteren Anwendungen.

Key-Features:

  • ultra-kompakte SMD-Bauform: 17,7mm × 15,8mm × 2,3mm (LCC-Package)
  • unkomplizierter Übergang von GSM/GPRS zu NB-IoT (Formfaktor des M66-GSM-Moduls)
  • geringer Stromverbrauch
  • sehr hohe Empfindlichkeit
  • Multi-Frequenzband-Unterstützung
    (B1/B2/B3/B5/B8/B12/B13/B17/B18/B19/B20/B25/B26/B28/B66)
  • Unterstützung zahlreicher Web-Service-Protokolle
  • erweiterterter Temperaturbereich: -40°C bis 85°C
  • DFOTA (Firmware over the Air)
  • RoHS-konform

CMM9304 – neues Miniatur-Bluetooth Low Energie-Modul

Tekmoduls Partner C-MAX hat sein neues Bluetooth Low Energy (BLE)-Modul CMM9304 vorgestellt. Es basiert auf dem EM9304, einem innovativen Low Power-BLE-Chip von EM-Microelectronic.

Durch eine flexible Architektur kann das Modul sowohl als eigenständig arbeitendes SoC-IC als auch als Teil eines ASIC- bzw. Mikrocontroller-basierten Systems fungieren. Über die SPI/UART-Schnittstelle bestehen verschiedene Steuerungsmöglichkeiten: Zum einen das Host Controller Interface (HCI), über das der interne Bluetooth® v5.0 Link Layer angesprochen wird, zum anderen das Application Controller Interface (ACI) über den integrierten Bluetooth® v4.2-Stack. Es besteht außerdem die Möglichkeit eines over-the-air Firmware-Updates (FOTA). Eine hocheffiziente PCB-Antenne ist bereits im kleinen CMM9304 integriert, es kann jedoch auch eine externe Antenne genutzt werden.

Key Features:

  • Gleichzeitige Master und Slave-Rolle möglich nach Bluetooth 5.0 Standard
  • geringer Stromverbrauch:
    3/5.2 mA max. Empfänger/Sender-Strom (bei 3V-Input),
    1 uA Sleep-Mode-Strom (bei 3V-Input)
  • hohe -93 dBm BLE-Empfangssensitivität
  • kleiner Formfaktor (14 x 17 mm)
  • integrierte PCB-Antenne, optionale Nutzung einer externen Antenne möglich
  • großer programmierbarer Bereich für Ausgangsleistung (-34 bis 6.1 dBm)
  • SPI/UART-Schnittstelle für externe Mikrocontroller
  • GPIOs
  • Firmware over the Air (FOTA)

Für weitere Informationen steht Ihnen das tekmodul-Team gerne zur Verfügung. Fragen Sie gleich HIER nach!

Überblick über die LTE-Entwicklung (Rel. 10 – Rel. 15)

Die Firma Rohde & Schwarz, mit der wir unter anderem unser zweites NB-IoT-Seminar am 26.09.2017 in Bonn veranstalten, hat die englischsprachige Video-Reihe „Let’s Talk IoT“ gestartet, in der aktuelle Themen im IoT-Bereich besprochen werden. In Folge 2, „What is next in cIoT?„, werden die bisherigen Entwicklungen der LTE-Technologie (Rel. 10 – Rel. 12), die aktuellen (Rel. 13) und auch die für die Zukunft geplanten Trends (Rel. 14 – Rel. 15) im zellulären Anwendungsbereich zusammengefasst.

Nach kleineren Verbesserungen der Netzwerk- und Systemkomponenten in den Releases 10 und 11 wurde in Rel. 12 begonnen, das Design auf Low-Cost, Low-Power  und auch Low-Complexity zu optimieren. Es entstand die LTE Cat. 0 sowie der PSM (Power Saving Mode). Diese Art LTE wurde mit der Bezeichnung MTC (Machine Type Communications) versehen.

Gleichzeitig wurden bereits die ersten Entwicklungsschritte im 200kHz-Schmalband-Bereich gemacht, woraus dann das NB-IoT des aktuellen Rel. 13 entstand. Die Anwendungsbereiche dieser neuen Kategorie Cat. NB1 liegen in „Low Power Wide Area“-Netzwerken (LPWAN), ähnlich wie auch bei LoRa und Sigfox. Die direkte Weiterentwicklung der LTE Cat. 0 ist hingegen die Cat. M1. Hierbei wurde die Emfangsbandweite von 20 MHz auf 1,4 MHz verringert, der PSM zum neuen Energiesparmodus eDRX weiterentwickelt und mit CE (Covering Enhancement) eine Qualitätsverbesserung erreicht.

Die zukünftigen LTE-Releases 14 und 15 sind in den Planungen bereits näher spezifiziert: Es wird eine parallele Weiterentwicklung sowohl im MTC-Bereich als auch im Schmalband-/NB-IoT-Bereich stattfinden. Rel. 14 wird sich auf Positionierung, Multicast-Firmware-Updates und Mobilitäts- und Service-Verbesserungen konzentrieren. Im MTC-Bereich wird in der Cat. M2  zusätzlich mit VoLTE (Voice over LTE) eine höhere Datenrate für Audio- und Video-Streaming erreicht. Dazu werden neben dem 1,4 MHz-Netzwerk auch 5 MHz unterstützt. Die Schmalband-Kategorie Cat. NB2 wird dagegen neue, geringere Leistungsklassen verwenden.

Das Rel. 15 wird dann die Leistung und die Latenzzeit weiter verringern. Im MTC-Bereich wird die Übertragungsgeschwindigkeit erhöht und eine Laststeuerung integriert. Im NB-IoT-Bereich werden dann Kleinzellen sowie neben der bisher unterstützten FDD-Technologie (Frequency Division Duplexing) auch TDD (Time Division Duplexing) unterstützt.

AG35 – IATF 16949-konformes LTE Cat.4-Modul für automotive Anwendungen

Mit der AG35-Serie hat Quectel eine Reihe von LTE Cat 4-Modulen primär für den europäischen und chinesischen Connected Car-Markt vorgestellt, die konform mit dem IATF 16949:2016-Qualitätsmanagements-Standard entwickelt wurde. Dabei werden mit der 3GPP Rel. 10 LTE-Technologie Datenraten von bis zu 150Mbps downlink sowie bis zu 50Mbps uplink erreicht. Die AG35-Serie bietet zahlreiche Schnittstellen für individuelle Anwendungen und einen sehr guten ESD- und EMI-Schutz.

Die Module unterstützen Fallback auf 3G und 2G (EDGE/GSM/GPRS), sodass auch in Gebieten ohne 4G-Empfang Konnektivität geboten werden kann. Die Antenneninterfaces des Moduls sind auf Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit optimiert. Es können hierbei optional MIMO-Technologien zum Einsatz kommen. Mit dem integrierten Multi-Constellation High-Sensitivity GNSS-Empfänger werden zudem genaue Positions- und Zeitinformationen empfangen.

Die Vielzahl von unterstützten Internetprotokollen und Standard-Schnittstellen erweitert den Anwendungsbereich der AG35-Module auch auf M2M- bzw. IoT-Anwendungen in Industrie- und Consumerbereich. Es stehen Treiber für Windows XP / Vista / 7 / 8 / 8.1 / 10 / CE, Linux und Android zur Verfügung. Das eCall-Feature wird ebenfalls in Kürze bereits standardmäßig enthalten sein.

Bestens geeignet sind die AG35-Module für Fuhrpark-Management, Fahrzeug-Tracking, Navigation und Fernsteuerung sowie Sicherheitsüberwachung und Alarmsysteme. Neben unzähligen weiteren Anwendungen werden Ferndiagnose von Fahrzeugen, drahtlose Streckenplanung und Entertainment-Systeme von den AG35-Modulen ebenfalls problemlos unterstützt.

 

Key Features:

  • Ideal für automotive Applikationen mit IATF 16949:2016 Anforderungen
  • Konformität zu automotiven Qualitätsprozessen wie APQP, PPAP, …
  • Exzellenter EMC-Schutz
  • Kompakte SMD-Bauform
  • Unterstützung von schnellen, modernen MIMO-Technologien
  • Multi-Constellation GNSS-Empfänger für schnelle und exakte Verortung
  • Großer Arbeitstemperaturbereich (-40°C bis +85°C)
  • Voice over LTE (VoLTE)
  • Firmware over the air (FOTA) in Entwicklung

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