La soluzione di asset tracking realizzata da Spindox per un cliente del settore automotive. Rete Sigfox, dispositivo a bassa potenza a bordo della vettura, piattaforma .Net per leggere i dati in tempo reale.

Le soluzioni di asset tracking sfruttano, a seconda dei casi, diverse tecnologie radio e relative reti di trasmissione: GPS, BLE, RFID o NFC. Nessuna di queste è migliore in assoluto. La scelta è sempre dettata dal contesto specifico (scenario outdoor/indoor, trasmissione ad ampio/corto raggio, area di copertura) e dalle esigenze di misurazione (livello di approssimazione del georiferimento, frequenza d’aggiornamento del dato, autonomia del dispositivo, costi di esercizio).

Per un cliente del settore automotive Spindox ha messo a punto all’inizio del 2018 un innovativo sistema di asset tracking destinato in particolare alla localizzazione delle vetture nei piazzali degli stabilimenti e lungo i percorsi che i piloti compiono in occasione dei collaudi. L’obiettivo fissato dal cliente era dotare ciascuna vettura di un dispositivo di comunicazione autonomo, senza interventi di retrofitting. Inoltre si voleva evitare l’utilizzo di un modulo GSM, e quindi l’impiego di una SIM. Tuttavia, trattandosi diasset tracking ad ampio raggio, era necessario identificare una rete di trasmissione con una copertura adeguata: non solo in tutto il territorio nazionale, ma anche in buona parte dell’Europa e del Nord America.

Dopo avere scartato l’ipotesi di LoRaWAN, principalmente per ragioni di costo, la scelta è caduta sulla rete LPWA (Low Power Wide Area) di  Sigfox. L’architettura della soluzione di asset tracking realizzata per il nostro cliente si compone di quattro layer principali:

  • la rete stessa
  • il dispositivo a bordo della vettura
  • la piattaforma cloud di Sigfox
  • una piattaforma proprietaria sviluppata appositamente per il cliente in tecnologia .Net

Di seguito li descriviamo nei dettagli.

La rete globale di Sigfox

Sigfox utilizza tecnologia radio UNB (Ultra Narrow Band), combinata con la modulazione DBPSK (Binary Phase Shift Keying) e GFSK (Frequency-Shift Keying). Il network di Sigfox trasporta il segnale nella banda compresa fra 868 e 869 MHz o fra 902 e 928 MHz, a seconda dei paesi. Si tratta di una frequenza disponibile per la trasmissione di dati senza costi di licenza. Il singolo messaggio si presenta di dimensioni modeste (12 byte in uplink, 8 in uplink), ha un’ampiezza di 100 Hz ed è trasferito a una velocità compresa fra i 100 e i 600 bit al secondo.

Sono queste caratteristiche che rendono la rete Sigfox molto interessante sul piano delle prestazioni (alta resilienza alle interferenze, notevole qualità del servizio, comunicazione ad ampio raggio), ma anche della sicurezza e dell’efficienza energetica. Quanto alla copertura, essa è pressoché totale nell’Europa mediterranea, centrale e settentrionale, con la sola esclusione di Austria e Slovenia. Una buona copertura è garantita anche negli Stati Uniti e in buona parte del Centro e del Sudamerica (la mappa sottostante mostra la copertura a febbraio 2018).

Come un telepass

Per la comunicazione a bordo della vettura Spindox ha selezionato un dispositivo più o meno delle dimensioni di quello usato per il servizio Telepass, ben noto a tanti automobilisti. Questo comunica alla torre radio disponibile tramite il suo canale di uplink attraverso la modulazione BPSK, con salti di frequenza di tipo pseudo-casuale. Come già detto, l’informazione in uplink può contenere al massimo 12 byte. Tuttavia tale frame di dati è preceduto da un altro frame, sempre di 12 byte, contenente il preambolo e l’ID del dispositivo, oltre a eventuali metadati e bit dedicati all’autenticazione. L’intero pacchetto è quindi formato da un massimo di 24 byte ed è trasmesso in circa 2 secondi.

Ogni trasmissione è composta da tre pacchetti di questo tipo, inviati su tre frequenze assegnate in modo pseudo casuale, con un offset di 45 millisecondi. Il tempo totale di trasmissione dello stesso messaggio sulle tre frequenze è quindi pari a 6 secondi. La gittata va da 20-30 km in ambito urbano, fino a 100-150 km in pianura e senza ostacoli.

Il nostro “scatolotto”, progettato per operare entro un intervallo di temperature molto ampio (da -50 a + 40 C°), non contiene solo il modulo di comunicazione. Al suo interno si trova ovviamente anche un’antenna GPS, necessaria per rilevare la posizione geografica della vettura da trasmettere alla piattaforma cloud attraverso la rete Sigfox. Inoltre è presente un giroscopio, che attiva il processo di trasmissione solo quando rileva il movimento della vettura. Se invece l’auto è ferma, il dispositivo si pone in stato di standby. Ciò consente un evidente risparmio energetico. i nostri test hanno confermano che il trasmettitore può operare per 2-3 anni senza dover essere ricaricato.

La piattaforma Sigfox e l’asset tracking di Spindox

I dati di geoposizionamento sono raccolti da Sigfox in una piattaforma cloud e resi disponibili via API. Spindox ha realizzato una seconda piattaforma, per disaccoppiare il servizio di Sigfox da quello offerto al cliente. Tale infrastruttura, sviluppata in tecnologia .Net, garantisce un accesso “privato” alle informazioni raccolte, in quanto l’ambiente è stato realizzato espressamente per il nostro cliente. Un ulteriore vantaggio è costituito dal fatto che in futuro la stessa applicazione potrà raccogliere anche altre tipologie di dati. Il dispositivo a bordo della vettura, infatti, potrà essere integrato con ulteriori sensori, ampliando lo scope dell’asset tracking.