Non tutti hanno sentito parlare dei beacon in tecnologia Bluetooth, ma è sicuro che lo faranno, molto presto. La base di applicazioni è già ampia e comprende impieghi nel campo della vendita al dettaglio, della logistica, della navigazione, delle soluzioni automotive e delle applicazioni consumer - con molte altre ancora da sviluppare. Sfruttando le caratteristiche di bassi consumi e di onnipresenza di Bluetooth Low Energy, i beacon hanno la capacità di trasmettere brevi messaggi all’interno di un’area locale, fornendo ai destinatari le informazioni o la capacità di accedere a ulteriori servizi a valore aggiunto. La tecnologia ha il potenziale di stimolare nuove attività di impresa, attraverso la creazione di nuovi modelli di servizio che forniscono nuovi flussi di ricavi. Tuttavia, affinché la tecnologia realizzi il proprio potenziale, i progettisti devono fornire soluzioni compatte e a basso costo con una durata delle batterie che si estende a mesi, o addirittura anni. Al suo livello più semplice, un beacon Bluetooth è un singolo trasmettitore che può essere posizionato pressoché ovunque, in una postazione fissa o collegato a un oggetto in movimento, come ad esempio un pacco. Le informazioni utili, come un Url o i dati relativi alla posizione, possono essere contenute nella trasmissione ripetuta per consentire a un dispositivo in tecnologia Bluetooth di catturare le informazioni e informare l’utente. Uno dei reali vantaggi di questa soluzione è che ogni persona che possiede uno smartphone o un tablet porta con sé già comunque un ricevitore in grado di interfacciarsi con i beacon. Dal punto di vista della presentazione dei dati, gli utenti potenziali dei beacon includono le attività commerciali e di vendita al dettaglio e le aziende produttrici, oltre alle organizzazioni che distribuiscono informazioni ai visitatori, come gli uffici del turismo, gli organizzatori di fiere o i luoghi della cultura come i musei e le gallerie d’arte e persino i consumatori.
Applicazioni per la città intelligente
Mentre il mercato è nelle sua fasi iniziali e molte altre applicazioni emergeranno con il maturare della tecnologia, le attuali applicazioni dei beacon includono:
- Pubblicità - Gli inserzionisti possono comunicare gli Url e altre informazioni ai clienti potenziali ed esistenti che si trovano fisicamente nelle vicinanze.
- Vendita al dettaglio - I negozi possono comunicare con i clienti presenti al loro interno e possono anche analizzare l’efficacia della disposizione dei prodotti e della pubblicità nel punto vendita.
- Navigazione - I beacon possono essere distribuiti negli ospedali, nei grandi magazzini, o in altri luoghi come le mostre e le gallerie d’arte. Un’app mobile installata sui dispositivi finali può quindi assistere nella navigazione all’interno del luogo, guidando gli utenti verso aree specifiche.
- Localizzazione dei beni - Un beacon connesso a qualsiasi bene fisico può consentirne una rapida localizzazione. È possibile migliorare la sicurezza con un allarme che scatta se il bene si sposta al di là di una soglia definita dall’utente.
- Geo-recinzioni - I bambini, pazienti o anziani che portano con sé dei beacon possono essere monitorati a casa o all’interno di un’area definita da una rete di beacon.
- Logistica - I beacon possono essere connessi a merci di grande valore in un magazzino o ai pacchi all’interno di un veicolo, consentendo l’identificazione e la localizzazione dei singoli oggetti.
- Ambiente urbano - Nelle città intelligenti i beacon possono essere usati per guidare gli utenti verso un punto specifico o per fornire ai turisti informazioni, sia in ambienti interni, sia all’aperto.
La scelta dei chip per la definizione dei beacon
L’avvento della tecnologia Ble è stato un elemento abilitante chiave della rivoluzione dei beacon. Non solo è presente in ogni dispositivo mobile, offrendo un’enorme base installata di ricevitori, ma le sue particolari caratteristiche di trasmissione a basso consumo consentono anche di ottenere una lunga durata delle batterie. Anche se sono già disponibili diverse soluzioni System-on-Chip, non tutte offrono le stesse caratteristiche, e i progettisti devono prestare attenzione ad alcuni requisiti critici nella scelta della piattaforma per un’applicazione beacon. La conformità allo standard Bluetooth è in cima alla lista dei requisiti dei progettisti di sistemi, ed è essenziale per l’interoperabilità con altri dispositivi. Inoltre, per soddisfare i requisiti gravosi relativi alle dimensioni e ai costi, un SoC altamente integrato consentirà di ridurre lo spazio su Pcb e il costo della distinta materiali. Infine, una soluzione altamente efficiente massimizzerà la durata delle batterie, rendendo possibile il funzionamento per mesi o per anni senza richiedere manutenzione. Il consumo di potenza complessivo dipende da due fattori principali; l’IC selezionato e l’applicazione. Mentre il beacon non sta trasmettendo, la corrente di riposo sarà il più possibile prossima a zero e durante la trasmissione sarà necessaria una corrente di picco di qualche milliampère. La corrente media, che è necessaria per definire la durata delle batterie, dipenderà dalle correnti a riposo e dalle correnti di picco, oltre che dalla velocità di trasmissione. Toshiba si è impegnata a minimizzare la richiesta di corrente di picco all’interno della propria famiglia TC3567x di IC Ble, che è pensata per l’uso nei beacon e in altri dispositivi Bluetooth di piccole dimensioni. Nel dispositivo TC35678 di ultima generazione, i valori migliori di consumo di potenza disponibili sul mercato, con una corrente di picco di appena 3,3 mA, sono assicurati incorporando la tecnologia Rf Cmos avanzata da 65 nm e ricorrendo alla progettazione a basso consumo. In un tipico esempio di uso pratico, con questo dispositivo la corrente media sarebbe di circa 5,5 µA, il che significa che una batteria CR2032 da 230 mAh durerebbe 41.818 ore prima di essere sostituita, ossia circa 4,77 anni. Il TC35678 integra anche uno stack Bluetooth certificato Toshiba, che fornisce una piattaforma stabile su cui basare i progetti. Quest’ultimo non solo riduce gli sforzi di progettazione, ma fa anche sì che il progettista non abbia bisogno di una vasta conoscenza della tecnologia Bluetooth per fornire rapidamente una soluzione di progetto pronta per la commercializzazione.
L’ultima tecnologia beacon basata su Bluetooth
I SoC TC3567x di Toshiba combinano blocchi in banda base ed Rf e una unità Cpu Arm, e risorse di memoria per codice e dati. Sono anche forniti su chip un convertitore Dc/Dc o Ldo, un Adc e degli I/O con funzione generica, i quali ottimizzano la progettazione a livello di sistema e aiutano a ridurre il numero di componenti esterni, oltre a semplificare la disposizione dei componenti su Pcb. Con l’evoluzione delle specifiche Bluetooth, si è evoluto anche il livello di integrazione all’interno dei SoC Bluetooth. L’ultimo SoC TC35678 conforme a Ble 4.2 offre correnti di picco di appena 3,3 mA con correnti di riposo di 50 nA. Sono inoltre integrati tutti i componenti per l’accoppiamento Rf, il che significa che sono richiesti solo sette componenti esterni per un progetto completo. Richiedendo il 70% dei componenti in meno rispetto alle soluzioni della concorrenza e riducendo l’occupazione di spazio su Pcb di circa il 20%, le soluzioni basate sul componente TC35678FSG possono essere realizzate in aree di appena 20 x 10 mm. Il progetto di riferimento basato sul componente TC35768 è una soluzione completa alimentata da una batteria CR2032 che consente un’esecuzione rapida della valutazione del sistema e dello sviluppo.
