Sigfox Connect

Sigfox-CEO Ludovic Le Moan (rechts) und Christophe Fourtet (CSO) auf der Sigfox Connect. Sie haben das Unternehmen im Jahr 2010 in Labege in der Nähe von Toulouse gegründet. (Bild: Hans Jaschinski)

Das von CEO Ludovic Le Moan und Christophe Fourtet (CSO) gegründete Sigfox-Netzwerk ist derzeit in 53 Ländern vertreten und soll bis Ende 2018 auf 60 Länder ausgeweitet werden. Mit mehreren Millionen vernetzter Geräte und einem rasch wachsenden Partner-Ökosystem versetzt Sigfox Unternehmen in die Lage, ihr Geschäftsmodell auf einen Zuwachs bei digitalen Diensten auszurichten.

Das Ziel von Sigfox ist es, ihre Konnektivitätsdienste  weltweit auch in den entlegensten Gebieten zu Land oder auch auf See ab 2020 anbieten zu können. Unterstützung soll dabei der französische Betreiber Eutelsat bereits 2019 mit einem Satelliten bieten. Die gleichen Objekte, die heute über das terrestrische Sigfox-Netz kommunizieren, werden dann ihre Daten über Satellit senden, wenn sie sich an einem entfernten Ort befinden, entweder an Land oder auf See. In einer Umlaufbahn zwischen 500 und 600 km Höhe wird der Satellit täglich Daten zu einer Bodenstation weiterleiten. Ob das so wie geplant funktioniert, werden wir sicher auf der Sigfox Connect im nächsten Jahr erfahren, Ort und Zeit sind allerdings noch nicht bekannt.

Die Mehrheit der diesjährigen 150 Sigfox-Connect-Aussteller zeigte in der Arena Berlin bereits einsatzfertige Produkte für den Endverbraucher. Aber auch Halbleiter-Lösungen und Entwicklungskits für Eigenentwicklungen wurden vorgestellt. Die gesendeten und empfangenen Sigfox-Datenpakete sind relativ klein und bestehen insgesamt aus 26 Byte, 12 Byte davon können als Nutzlast, oder auch Payload genannt, im Uplink gesendet werden; im Downlink kann die Anwender-Nachricht 8 Byte groß sein. Sigfox bekommt sein Geld über Lizenzzahlungen der Endgerätehersteller; für den Endkunden fallen keine laufenden Kosten an.

Zunächst ein Blick auf einige verfügbare Halbleiter und Schaltungsentwicklungskits.

Lösungen für Sigfox Monarch von ST Micro

STMicroelectronics hat eine zertifizierte Lösung für Monarch entwickelt, den weltweiten Tracking- und Ortungsdienst von Sigfox. Sie ermöglicht Anwendern die Realisierung regionsunabhängiger intelligenter Objekte, die sich überall auf der Welt automatisch mit dem lokalen Sigfox-Netz verbinden, was ohne teurere GPS- oder GNSS-Ortungsbausteine überregionale Mobilität, Geolocation und das Asset-Tracking ermöglicht. Zu den geeigneten Anwendungen gehören unter anderem intelligente Gepäckstücke, die das Tracking an Flughäfen oder Transport-Hubs erleichtern, oder auch Innovationen für das Supply-Chain-Management und den Luft- oder Eisenbahntransport im industriellen Asset-Management (zum Beispiel intelligente Paletten). Die Regionsunabhängigkeit gibt den Herstellern vernetzter intelligenter Objekte (zum Beispiel IoT-Geräte für den Consumer-Markt oder kommerzielle Anwendungen) die Möglichkeit, standardisierte Produkte für mehrere Exportmärkte anzubieten. ST bietet für Sigfox Monarch ein komplettes Software Development Kit (SDK) an, das durch Entwicklungs-Kits, Referenzdesigns und Tools für eine beschleunigte Projektfertigstellung ergänzt wird. Grundlage der vollständig zertifizierten Sigfox Monarch-Lösung ist die Sub-Gigahertz-Funklösung S2-LP, die sich in allen relevanten Zonen der Welt (RC1 bis RC6) automatisch auf das jeweilige regionale Sigfox-Frequenzband abstimmt. Das SDK läuft auf der MCU-Familie STM32 und unterstützt außerdem eine Dual-Radio-Referenzlösung auf Basis des S2-LP und des Bluetooth Low Energy-SoC BlueNRG-2, was ein relativ einfaches In-Field-Provisioning sowie die Wartung und Konfiguration eines Geräts über eine Smartphone-App ermöglicht.

CE für Sigfox-verifiziertes HF-SiP

Sigfox Connect

CE-Zertifizierung für das für Sigfox geeignete SiP-Modul AX-SIP-SFEU von On Semiconductor. On Semiconductor

ON Semiconductor hat die CE-Zertifizierung für sein System-in-Package-(SiP-)Modul AX-SIP-SFEU erhalten. Das Modul entspricht damit den Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltschutzstandards für Produkte, die innerhalb des Europäischen Wirtschaftsraums angeboten werden. Das Modul bietet sofortige Sigfox-Anbindung (Uplink und Downlink) für industrielle IoT-Anwendungen. Es besteht aus einem Sigfox-Funk-IC, diskreter HF-Anpassung, allen erforderlichen passiven Bauelementen und Firmware. Der HF-Transceiver ist Sigfox-verifiziert für das Zonennetz RC1. Das SiP-Modul wird im 7 mm × 9 mm × 1 mm Gehäuse ausgeliefert. Das Design sorgt für Standby-, Sleep- und Deep-Sleep-Ströme von nur 0,55 mA, 1,2 μA beziehungsweise 180 nA. Die Verbindung des Moduls erfolgt über eine UART-Schnittstelle. AT-Befehle werden zum Senden von Frames und zur Konfiguration der Funkparameter verwendet. Eine API-Variante ist für Kunden erhältlich, die ihre eigene Software schreiben möchten, um eine echte Single-Chip-Lösung zu erhalten.

Hybrid-Ökosystem

Seit der Einführung der weltweit ersten Hybridlösung (Mobilfunk und Sigfox) für das Internet der Dinge im September 2017 haben Sigfox und GCT Semiconductor ihr Hybrid-Connectivity-Ökosystem um Modulhersteller, Gerätehersteller und Anbieter von SIM-Karten erweitert. Der GDM7243i-Chip von GCT unterstützt zwei komplementäre Verbindungsmodi: Mobilfunk und Sigfox. Das Bauelement, das die LTE-M1-Zertifizierung mit großen Tier-1-Betreibern bestanden hat, ermöglicht eine extrem lange Akkulaufzeit durch Sigfox und eine schnelle Mobilfunkverbindung. Durch den Anschluss von IoT-Geräten an das Sigfox-Netz während des typischen Betriebs und durch bedarfsabhängiges Umschalten auf zellulare Netze beschleunigt die Hybridlösung das Versprechen von IoT und sichert gleichzeitig, das GDM7243i-basierte Tracking-Geräte im Sigfox-Netz für die Standortverfolgung arbeiten.

Das hybride IoT-Ökosystem umfasst heute zum Beispiel Modulhersteller wie KZTech und Asia Telco (ATEL), Hybrid-Tracking-Lösungen von Antekco Systems und globale Roaming-Anbieter von Multi-IMSI-SIM-Karten von Pod Group.

Sigfox Bubbles für das Asset-Tracking

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Bubbles ist ein Transmitter zum Tracking von Sigfox Devices. Sigfox

Sigfox hat in der Arena Berlin erstmals die vernetzte Bubble vorgestellt, mit der man weltweit Assets (Endprodukte) lokalisieren kann. Es sind kleine überall installierbare Transmitter zum Tracking von Sigfox Devices, deren Sendeleistung die Lokalisierungsreichweite definiert. Sobald ein Sigfox Device in den Sendebereich einer Sigfox Bubble eintritt, kann es die ID der Bubble zusammen mit seiner eigenen Identifikation an die Cloud übertragen. Die Lokalisierungsgenauigkeit einer Bubble kann über die Sigfox-Cloud von unter einem Meter bis zu hundert Meter angepasst werden. Indem Assets von Bubble zu Bubble wechseln, können sie zudem präzise getrackt werden. Verwaltet werden Bubbles über das Sigfox-Network-Operating-Center. Hier wird die Position einer Bubble bei Installation exakt erfasst und Batteriestatus, Demontage und Temperatur der Bubbles über Sigfox-Konnektivität überwacht.

Mikrobasisstation auf der Sigfox Connect

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Die Access Station Micro ein Gateway zum Sigfox-Backend. Sigfox

Auf der Sigfox Connect wurde mit der Access Station Micro ein Gateway zum Sigfox-Backend vorgestellt. Mit dieser Mikrobasisstation kann die Sigfox-IoT-Serviceabdeckung deutlich verbessert und für Milliarden neuer Sigfox-Geräte ausgebaut werden. Im kompakten Formfaktor mit integrierter Antenne und Power-over-Ethernet lässt sich die Mikrobasisstation innerhalb weniger Minuten installieren: Sie wird über bestehende Internetzugänge oder Mobilfunknetze mit der Sigfox-Cloud verbunden. Kunden können damit auch ihr eigenes kleines Netz an Sigfox-Basisstationen aufbauen und/oder die bestehende Netzabdeckung optimieren. Eine einzige Mikrobasisstation kann hunderte von Quadratkilometern ländlicher Gebiete abdecken. Der geringe  Energieverbrauch des Gateways ermöglicht sogar Remote-IoT-Anwendungen ohne Stromanschluss. Lediglich ein kleines Solarmodul wird benötigt, um über ein Satelliten-Backhaul mit geringer Bandbreite Daten zur Sigfox-Cloud zu übermitteln.

Geolokalisierungsdienst Atlas WiFi

Sigfox Connect

Beispiel eines Sigfox Devices. Dieses Endprodukt ist ein Tracker der Firma Invoxia. Invoxia

Der Geolokalisierungsdienst Atlas WiFi wurde von Sigfox für den Massenmarkt des IoT entwickelt, ermöglicht ein lückenloses Outdoor- und Indoor-Tracking und bringt die Faktoren Präzision mit niedrigem Energieverbrauch und Kosten in Einklang. Atlas WiFi ist speziell für die Unterstützung globaler Supply Chains und Logistikanwendungen optimiert. Zum Beispiel ermöglicht es die Kombination aus den weltweit verfügbaren Here- und Sigfox-Technologien, den Kunden nicht nur ihre Assets zu lokalisieren, sondern zusätzlich auch nützliche Daten zu sammeln, mit denen sie ihre Abläufe optimieren, bessere Transportbedingungen gewährleisten und die Zuverlässigkeit ihrer Services erhöhen können. So wie das Sigfox-Netz, ist auch die WiFi-Infrastruktur global präsent und deckt Outdoor- und Indoor-Bereiche ab, mit einer hohen Dichte in städtischen Gebieten. Atlas WiFi kombiniert zwei Technologien und Datenquellen – das Sigfox-Netzwerk und die WiFi-Infrastruktur – zu einem Lokalisierungsservice aus einem Guss, der in allen Arten von geografischen Umgebungen – von städtischen bis ländlichen Regionen sowie im Freien und auch Indoor – genutzt werden kann, ohne dass man GPS einsetzen müsste.

Hans Jaschinski

Chefredakteur elektronik industrie

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