新IC可提供低成本、低功耗的有源RFID

科技初創(chuàng)公司InPlay Technologies已經(jīng)構(gòu)建了一種新的集成電路(IC)，旨在通過藍牙低功耗(BLE) 讓有源RFID技術(shù)相對便宜且易于部署。

InPlay的這款名為IN100NanoBeacon的SoC于2021年推出，利用藍牙5.0標(biāo)準(zhǔn)（一種具有遠程能力的BLE）來實現(xiàn)低成本、結(jié)構(gòu)緊湊的beacon模塊，并由紐扣電池供電，可與傳感器配對，可針對事件觸發(fā)條件進行預(yù)配置。

加州圣何塞解決方案提供商BeeFi計劃在未來幾個月內(nèi)試用IN100 NanoBeacon，預(yù)計在2022年初進行部署。而InPlay也計劃與其他伙伴合作，開發(fā)不僅可以定位設(shè)備還可以捕獲傳感器數(shù)據(jù)的低成本解決方案。

這款SoC(DFN8)最小封裝尺寸為2.5x 2.5 ㎜（0.1 x 0.1英寸），它可以內(nèi)置到由1.5伏紐扣電池供電的beacon設(shè)備中，可以固定在一套設(shè)備、一個容器或一面墻上。然后借助應(yīng)用程序?qū)ζ溥M行配置，無需軟件開發(fā)。SoC的開發(fā)不需要軟件編程。

IN100NanoBeacon SoC

InPlay聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席運營官DavidHu表示，該IC的成本可能低至30美分。一旦將SoC內(nèi)置到帶有晶體（電極連接）、電池和外殼的模塊中，公司就可以預(yù)計商用設(shè)備的成本約為2或3美元，而目前使用的beacon設(shè)備價格通常都在20美元以上。

IN100 NanoBeacon支持藍牙5.0的遠程功能，可傳輸數(shù)據(jù)最遠可達數(shù)百米。David Hu指出，由于硅集成度高，只需要一個外設(shè)26 MHz晶體，基于IN100的beacon模塊的尺寸與大多數(shù)beacon冰球般大小的尺寸相比就只是很小的一部分。該技術(shù)支持Eddystone和iBeacon協(xié)議。

David Hu與其前高中同學(xué)JohnYu共同創(chuàng)立的BeeFi公司，一直在為Qualcomm制造物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，Qualcomm公司的AWS-ready模塊就采用了Wi-Fi連接。David Hu解釋說：“我們?yōu)樗麄兲峁┑氖俏锫?lián)網(wǎng)解決方案的藍牙版本?！?/p>

InPlay總部位于加利福尼亞州爾灣市，由Atmel（現(xiàn)為Microchip）的工程師于2016年創(chuàng)立，旨在應(yīng)對涉及游戲、機器人和工業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)挑戰(zhàn)。David Hu表示：“我們關(guān)注游戲是因為低延遲無線問題還沒有得到解決。”

在InPlay成立時，藍牙5.0正處于測試階段，因此該公司看到了一個機會，可以提供一種解決方案，通過減少無線控制器和控制臺之間的延遲時間，更好地實現(xiàn)多玩家游戲和更高質(zhì)量的用戶體驗。

不過，該公司也專注于可以從相同技術(shù)中受益的工業(yè)應(yīng)用。“然后我們制造了第一款芯片，一種用于聯(lián)網(wǎng)的多協(xié)議藍牙、低延遲和SDR（軟件定義無線電）。SDR邊緣網(wǎng)絡(luò)解決方案旨在連接數(shù)以萬計的設(shè)備，同時支持藍牙5.0協(xié)議?！?/p>

David Hu解釋說，對于采用了BLE技術(shù)的RTLS，以前有源RFID系統(tǒng)的部署比無源RFID的更復(fù)雜。此類解決方案需要軟件來管理每臺設(shè)備，而beacon通常會消耗大量電力，因此需要充電或定期更換電池。這意味著后期維護更復(fù)雜，更昂貴。

“當(dāng)時我們想，必須降低藍牙beacon的功耗，是否可以采用不同的架構(gòu)方法來解決這個問題呢？”

IN100產(chǎn)品是InPlay預(yù)期的NanoBeacons系列的第一款產(chǎn)品。該設(shè)備的構(gòu)建不需要CPU，但它包含一次性可編程存儲器，因此用戶可以配置beacon以滿足其應(yīng)用的需求。QFN18封裝版本之一帶有可容納多個傳感器的接口，因此可以捕獲傳感器數(shù)據(jù)，例如溫度或沖擊，并且用戶可以有多種選擇，例如識別超出可接受閾值的溫度偏移，或者只是簡單地將傳感器數(shù)據(jù)動態(tài)地放到beacon有效載荷上。

配置SoC只需要一臺PC工具，用戶可以在該工具上的選項列表中進行選擇并設(shè)定參數(shù)（例如設(shè)定為不超過35℃），然后將這些設(shè)定刻錄到芯片上。該技術(shù)很可能被用于實時定位和監(jiān)控倉庫、制造場所和醫(yī)療機構(gòu)的資產(chǎn)和設(shè)備，例如可以連接到高價值物品，之后用戶使用單個BLE網(wǎng)關(guān)從數(shù)千臺設(shè)備中捕獲潛在的數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)椒?wù)器；在倉庫中，用戶可以查看其工具、叉車或托盤的位置和狀態(tài)，并通過智能手機或平板設(shè)備上的應(yīng)用程序查看收集到的數(shù)據(jù)。

InPlay預(yù)測，該系統(tǒng)與其他有源RFID系統(tǒng)的區(qū)別是，可低成本地部署。該公司的RF設(shè)計總監(jiān)Russ Mohn表示，“關(guān)鍵在于成本、易用性和低功耗。在10秒的時間內(nèi)，能量消耗低至1.4 uA。”InPlay可以根據(jù)應(yīng)用程序的要求對傳輸功率、廣告間隔和觸發(fā)器進行編程，從而自定義功耗。

在位置跟蹤方面，BeeFi的SensiBLE物聯(lián)網(wǎng)平臺在其網(wǎng)關(guān)中采用了InPlay的IN100 SoC和 IN612L雙向SDR協(xié)議邊緣網(wǎng)絡(luò)SoC，并使用到達角和接收信號強度指示器算法的組合，來實現(xiàn)1米（3.3英尺）內(nèi)的實時標(biāo)簽定位精度，同時還捕獲傳感器數(shù)據(jù)。該公司稱，由于SoC使用的功率如此之少，因此它可能會利用太陽能、無線電或機械電源。

SoC可在高溫下工作。David Hu說，在測試時，它被證明可以在135℃（275℉）下運行，而大多數(shù)BLE芯片在125℃（257℉）以上往往會失去功能。這種耐高溫性能意味著該設(shè)備可以應(yīng)用于工業(yè)級應(yīng)用，例如輪胎壓力監(jiān)測。當(dāng)內(nèi)置到帶有壓力傳感器的設(shè)備中時，NanoBeacon可以連接到輪胎上，從而使用戶可以使用智能手機查看壓力，無需機械測試系統(tǒng)。

為了服務(wù)于這個市場，InPlay預(yù)計將繼續(xù)開發(fā)NanoBeacon，以便將其作為汽車級產(chǎn)品進行銷售。該公司報告說，IN100帶有一個唯一的私鑰，以提供安全性和身份驗證。如果該私鑰被泄露，相應(yīng)的beacon將被刪除并從身份驗證服務(wù)器中除名，使其無法再使用。此外，傳感器有效載荷是加密的，只有密鑰的所有者才能解密和驗證消息的真實性。

為了支持其當(dāng)前和未來的合作伙伴，InPlay計劃在今年年底前銷售IN100的評估套件。

本文來源：RFID世界網(wǎng)

作者：胡編編譯