Sistema Beacon Wake-up & Activator per servizi location-based precisi
Progettato da BluEpyc, il sistema ibrido Beacon Wake-up & Activator mixa due tecnologie, Low Frequency per rilevare in modo preciso il dato e Bluetooth Low Energy per trasmetterlo in modalità wireless e long-range: il risultato sono servizi erogati in modo automatico in base alla precisa posizione dell’oggetto o della persona.
WHY? Il significato del sistema ideato
Poiché la propagazione delle onde radio risente dell’ambiente circostante, il Bluetooth Low Energy non è in grado di assicurare una precisa localizzazione.
Per aumentare la durata di vita della batteria, è inoltre necessario ridurre la potenza di trasmissione dell’antenna, generando così, come effetto collaterale, la diminuzione del segnale RSSI (Received Signal Strenght Indicator).
Per superare questi limiti nella localizzazione, BluEpyc ha sviluppato nel passato soluzioni Real-Time Location System ispirati al Metodo delle Zone e basati su 2 componenti Bluetooth LE: il Gateway e l’EchoBeacon, che opera come un ponte nel ricevere il dato dal Beacon e trasmetterlo al Gateway. Ogni EchoBeacon delimita la propria zona di rilevazione e, anche in base alla potenza del segnale RSSI ricevuto dal Beacon, identifica la posizione di quest’ultimo; l’iter si conclude con l’invio al Gateway dell’identificativo proprio e del Beacon.
WHAT? La nuova architettura wireless ibrida
La nostra risposta per bypassare simili limiti e aumentare le performance di localizzazione consiste nel sistema ibrido, basato sul Beacon Activator in Low Frequency per il risveglio (attivazione) del Beacon e sullo speciale Beacon Wake-up in Bluetooth LE: quest’architettura (hardware) dual-technology permette l’identificazione precisa di oggetti o persone quando transitano in varchi o soglie.
Ecco più in dettaglio i due componenti del sistema:
- Beacon Activator, trasmette via radio LF e invia uno speciale segnale di risveglio/attivazione del Beacon fino a 3,5m; il dispositivo crea un campo radio, una sorta di bolla 3D, il cui segnale è intercettato dal Beacon Wake-up speciale.
- Beacon Wake-up, integra 2 tecnologie radio: riceve i dati dall’Activator in modalità wireless e li trasmette via Bluetooth LE all’EchoBeacon o al Gateway installato nell’area circostante.
Ecco il processo di creazione e crescita del dato:
→ il Beacon Activator trasmette il segnale contenente anche il proprio codice identificativo,
→ → il Beacon Wake-up riceve questo segnale ed esce dallo status di deep-sleep in cui si trova normalmente, con un bassissimo consumo energetico; una volta sveglio, il Beacon è anche in grado di conoscere la propria posizione, grazie all’identificativo dell’Activator, associato a una precisa area,
→ → → il Beacon Wake-up trasmette un advertising, il cui data-set contiene l’ID sia dell’Activator che lo ha svegliato (quindi la posizione) che il proprio (quindi l’identità).
HOW? Dall’identikit tecnico ai benefici applicativi
Tra le caratteristiche del sistema Beacon Wake-up & Activator spicca la sua flessibilità, grazie al firmware a bordo, sviluppato da BluEpyc e capace di adattarsi facilmente alle specifiche esigenze progettuali.
Integrando la tecnologia Bluetooth Low Energy per il rilevamento a lunga distanza con la tecnologia a bassa frequenza, caratterizzata da una precisa acquisizione dati, questo sistema permette da un lato l’identificazione precisa di prossimità, dall’altro la trasmissione dati a lungo raggio, il tutto in modalità wireless, quindi senza alcun cablaggio.
Un altro vantaggio è il notevole risparmio energetico, in quanto la tecnologia passiva permette l’utilizzo della batteria solo quando il segnale Bluetooth viene trasmesso: tutto ciò si traduce in una maggiore durata della batteria (fino a 4/5 anni).
Le diverse funzioni operative del Beacon Wake-up, basate sulla release Bluetooth 5.1, possono essere configurate (o disattivate) tramite Android App, rendendo il sistema Beacon Activator & Wake-up flessibile, in grado di selezionare e trasmettere solo dati utili (edge computing) per specifiche esigenze di progetto.
Tutto ciò significa che i Big Data sono filtrati ed elaborati in modo più efficiente e proattivo: tra i vantaggi di una simile architettura, la capacità di fornire all’utente servizi basati sulla localizzazione ad alto valore aggiunto, nel luogo e nel tempo esatto, come richiesto nei progetti di Building Automation, controllo produzione, sicurezza e marketing di prossimità – solo per citare alcuni esempi: tutto questo stabilizzando il flusso di dati e riducendo i tempi di latenza.
Poiché la precisione di localizzazione è un compromesso tra la sensibilità del Beacon e la potenza del Beacon Activator, il nostro sistema ibrido è flessibile e regolabile; l’utente deve solo configurare questi parametri con un’app, a seconda delle esigenze del progetto: è più importante conoscere con precisione la posizione di un oggetto/persona o espandere l’area di rilevamento del Beacon, a scapito della precisione?
WHERE? Scenari applicativi
Molteplici gli sbocchi applicativi di quest’architettura Beacon Wake-up & Activator: ogni qualvolta siano necessarie l’identificazione puntuale, la tracciabilità automatica e la localizzazione precisa (presenza) di persone e/o oggetti, dialogando facilmente nell’infrastruttura IoT soprattutto nei settori dell’Industria (automazione dei processi e logistica), Smart City e Agrifood, il tutto in modalità wireless.
Il sistema ibrido di BluEpyc è particolarmente utile nel settore della sicurezza (safety): la facilità di installazione, la natura stand-alone del sistema, le molteplici funzioni configurabili via app (tra cui la caduta libera – free fall) e la precisione dell’Activator nell’intercettare il Beacon Wake-up si traducono in un tool per evitare la collisione uomo-muletto o muletto-muletto e per immobilizzare robot antropomorfi, nel caso in cui un operatore si avvicini pericolosamente all’area di manovra, solo per citare alcuni esempi applicativi.
Com’è testimoniato dalle immagini qui sotto, dotando l’operatore a terra di Beacon Wake-up (foto a sinistra) e installando il Beacon Activator a bordo del muletto (foto a destra), ogni volta che il primo entra nel raggio d’azione del secondo scatta un allarme sonoro/visivo con eventuale blocco del mezzo.
Beacon Wake-up al polso, risvegliato dalle onde radio dell’Activator
Beacon Activator installato sul muletto crea una bolla radio 3D
Una variante di questo scenario consiste nel fissare il Beacon Activator sul robot in linea di produzione, il cui raggio di azione corrisponde all’apertura del braccio del macchinario: quando il Beacon, indossato dall’operaio, entra nella sfera d’azione del Beacon Activator, quindi del robot, quest’ultimo si immobilizza, a tutela dell’operaio.
Il comparto della Produzione, con le sue esigenze di rilevazione automatica della presenza di persone/asset a distanze variabili da 1 a oltre 50 m, il tutto in ambiente ostico e, talvolta, privo di infrastrutture tecnologiche (es. Wi-Fi), è particolarmente ricettivo della soluzione Beacon Activator/Wake-up per gestire in modo efficiente tempi e metodi (di lavorazione).
Assegnando il Beacon Wake-up all’operario e installando un Beacon Activator su ogni isola, ossia sull’area votata a una precisa fase di lavorazione (es. tornitura o fresatura), il sistema Bluetooth LE raccoglie in automatico il dato di presenza del lavoratore sulla precisa isola, senza ostacolarne la mobilità da un’isola a un’altra o richiedere particolari operazioni aggiuntive, per meglio soddisfare le esigenze e le tempistiche di produzione.
A fine giornata si conoscerà una preziosa informazione: quanto tempo è necessario per produrre l’oggetto e, più in dettaglio, quale operaio per quanto tempo ha lavorato in una precisa isola/area di produzione.
La sicurezza del lavoratore finalizzata all’uso corretto dell’impianto è un’altra frequente aspettativa della Produzione, soddisfatta installando il Beacon Activator sulla macchina e assegnando un Beacon Wake-up all’operaio autorizzato a lavorare su una precisa macchina: avvicinandosi all’Activator, il Beacon è risvegliato e, se autorizzato a procedere, genera in automatico l’evento di “accensione macchina”.
Continuando nella carellata dei progetti che beneficiano del sistema Beacon Wake-up & Activator, citiamo il caso della video-sorveglianza: interagendo con il l’architettura di BluEpyc, il sistema è ora in grado di scremare la rilevazione delle entrate/uscite dall’area monitorata, scartando ad esempio il personale che indossa il Beacon Wake-up e trasformando così la telecamera in un device smart che rileva solamente un preciso cluster di persone.
Una simile struttura di edge computing seleziona già alla periferia della rete i dati utili, alleggerendo così il flusso dei dati ed eliminando le latenze.
Il sistema è di supporto alla sicurezza degli operatori in ambienti pericolosi, tra cui i magazzini che stoccano materiale tossico/radioattivo o i medici in radiologia: in entrambi i casi il sistema BluEpyc verifica la presenza dell’operatore, dotato di Beacon Wake-up, nell’area “rossa” da monitorare, dov’è installato il Beacon Activator, con l’obiettivo di limitarne l’esposizione tramite allarmi sonori/visivi nel caso in cui la permanenza superi i tempi stabiliti.
