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Michael Joehren
解决方案架构师

2018 年底,我们开始思考 2019 年 CES 上的演示方案,那时我们并不知道,这将是近期我们大多数人可以线下参加的最后一场大型展会。 在当年年初,我们认识了一家总部位于加利福尼亚伯克利的印刷电池制造公司。 他们的招牌产品是一种柔性一次性电池,信用卡大小,厚度不到 1 mm。

我们的一个想法是开发一种小巧的低成本薄型 蓝牙低功耗标签、信标、可查找器件、记录器。 我的一位同事根据我们在 2019 年 CES 上展出的 蓝牙低功耗SoC DA14531 快速开发出了两种设计原型,并收到了非常积极的反馈。 我们演示了将这两个标签连接到网关,该网关用于确定射频信号强度,以估计距离并识别各个标签。 第一次演示不包含任何附加功能,比如传感器。

客户的积极反馈促使我们重新思考通过 蓝牙低功耗连接的标签还有其他什么作用,这激励我们开始着手开发新一代标签。 了解到我们需要大量样品后,我们与第三方制造公司合作设计了小型柔性箔 PCB,集成了 蓝牙低功耗 DA14531 SoC、8-Mb 闪存、多个传感器(湿度和温度、环境光、3 轴加速计),并简化了其与上述印刷电池的连接。

该概念验证设计 (PoC) 现在可用于多种情景,比如:

  • 数据记录和报告,比如使用由电池供电、配备标准射频的环保标签/标记的食品、药物和其他敏感商品
  • 库存控制,比如仅用智能手机或平板电脑扫描中型仓库中或托盘上的上千件物品
  • 破坏检测,比如记录光暴露事件、破坏性接触、加速

瑞萨对 Dialog 的收购提供了一个独有的机会,可以通过瑞萨传感器、附加无线器件(如 LTE CAT-M1 或附加 ULP MCU)完善 Dialog低功耗蓝牙、超低功耗 Wi-Fi 和闪存解决方案,从而将我们的解决方案拓展到广泛的工业和消费市场。 我们的新款 PoC 由瑞萨 HS3001 湿度和温度传感器、DA14531 Bluetooth LE 和 AT25XE081D 8Mb 超低泄漏 SPI 闪存组成。 附加的 MC3635 3 轴加速计和低电压环境光传感器完善了整个系统(图 1)。

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Smart Asset Tracking Label

与该解决方案相比,现有的数据记录标签或标牌要么使用 NFC 进行通信(因为电池太小,无法为我们竞争对手的无线器件供电),要么如果采用常见的有源无线技术(如 BLE 或 Wi-Fi),他们会使用大尺寸电池,而这类电池旨在长时间重复使用,并要求他们有自己的物流系统进行回收再利用。 而我们配备 BLE 的解决方案截然不同,不仅能记录温度和其他环境数据,还能使用户实时读取数据,在商品损坏或丢失前进行干预。 由于此 PoC 使用 BLE 进行无线通信,因此只需要普通手机或平板电脑就能利用这些选项,无需专用收发器或专用基础设施。 此外,由于Imprint Energy公司生产的印刷电池不含任何对环境有害的元器件,因此可以当做普通生活垃圾进行处理。

有趣的是,在与电池供应商和第三方制造公司合作以制定和设计该演示方案的整个过程中,在第一批样品实际上市之前,我们早就得到了大量与潜在客户接触的机会。 我们已经提供了多个软件实施方案以及标签硬件,支持各种用户需求,从简单的信标功能、数据记录到结合使用智能库存中心功能以及基于通用 Linux-OS 的中心。 此外,瑞萨还与多个客户合作以拓展应用领域,例如带电子墨水屏和简易按钮电池(使用寿命长达数年)的电子货架标签、基于 BLE 的“可查找器件”(配有可充电的原电池)以及该领域的更多解决方案。

该 PoC 旨在作为某些客户特定项目的升级开发平台。 然而,其他电池、传感器、存储器等要求会影响实际产品开发,具体取决于客户要求。 有此类工程资源需求的客户可能希望利用与我们合作的第三方设计和制造公司已经展开的工作。

请观看"Dialog Semiconductor BLE 智能标签演示"的介绍视频(5 分钟)。

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