实现无需连接网络的超低功耗Wi-Fi资产追踪

作者：Ananya Tungaturthi，芯科科技产品营销经理

想象一批货物被装上卡车，踏上跨越大陆甚至跨越海洋的旅程。在运输过程中，它配备了GPS和蜂窝网络来进行追踪，然而一旦进入仓库，这种可视性就消失了。GPS无法穿透墙壁，而蜂窝网络在室内尤其是像仓库或医院这样密集的环境或信号被屏蔽的环境中，定位精准度会下降。我们的货物仍然在那里，但在数字世界中，它已“隐形”。

这时，Wi-Fi登场了，但方式与我们习惯的不同。这不是连接网络或传输数据，而是感知存在（Sensing Presence），被动观察环境中的信号，并将这些信息转化为定位的智能应用。

没有握手（Handshake），没有连接（Connection），只有智能扫描。Silicon Labs（芯科科技）开发了可应用于Wi-Fi资产追踪（Asset Tracking）的硬件解决方案，使这种模式不仅成为可能，而且切实可行。

什么是Wi-Fi资产追踪，它如何工作？

与依赖庞大的基础设施或单纯依靠GPS不同，Wi-Fi定位通过扫描周围的服务集标识符（Service Set Identifier，SSID）并确定信号强度来估算位置。这意味着您的设备无需连接网络，只需识别它们接近某个网络即可。

资产追踪设备示意图

芯科科技的SiWx917 Wi-Fi 6超低功耗无线SoC可以在冷启动后约5秒内完成所有信道的SSID扫描，平均电流消耗低于50mA。如此带来的优势是快速更新位置信息而少消耗电池电量；像那些仅在需要的时候才被唤醒的传感器。

云引领Wi-Fi资产追踪解决方案

对资产追踪应用而言，云（Cloud）将是后端发挥作用的地方。一旦SiWx917识别出附近的SSID，这些数据会通过MQTT或其他协议推送到云端。接下来，云的映射和数据库开始工作，将已知SSID与真实世界的坐标匹配，为用户提供实时的接近感知和资产可视性，即使在室内也能实现。

这种后端的“魔法”意味着设施无需安装任何新设备。您的仓库、医院或工厂已经有Wi-Fi，这些现有的基础设施就能成为您的定位系统。无需专用读卡器，只需利用已部署的网络。

这就是该解决方案的魅力所在：它是协作式的。我们提供芯片和低功耗智能连接，用户选择云平台、数据仪表板和数据视图方式监测数据。两者结合形成更强大的整体，成为一个全覆盖、多技术、完全可视的平台，真正提升无线追踪解决方案的投资回报率。

您可以追踪一个集装箱，从工厂到叉车；可以追踪一辆医疗推车，从ICU到储藏室；可以监测库存的移动，穿过建筑和盲区。这些都只需一颗功耗极低、易于集成到现有设计中的芯片。

如果您已经在使用GPS和蜂窝网络？很好。Wi-Fi并不是替代它们，而是补充它们。您可以在不需要时关闭高功耗射频电路，在需要时切换到Wi-Fi监听（Sniffing）。这种灵活性是强化覆盖范围和设备寿命的关键。

设计Wi-Fi资产追踪器：从概念到部署

芯科科技已经将这一理念推进到参考设计阶段。SiWx917作为控制器，与GNSS、IMU传感器协同工作，并通过MQTT将数据推送到云。在我们的一个组合方案中，智能托盘配备了Wi-Fi SoC，实现了在船舶、卡车和仓库中的运输追踪，而无需加入任何网络。只是感知、发送和运行。

实施该部署的物流公司能够通过单芯片同时添加低功耗蓝牙和Wi-Fi，延长设备的电池寿命，并最终实现对其设施内部的可视化。

为何选用SiWx917来构建Wi-Fi资产追踪器？

除了前面提到的功能和优势，SiWx917 Wi-Fi 6超低功耗SoC是一种完全集成的无线解决方案，提供Wi-Fi追踪器所需的功能和接口。其优势包括：

• 集成网络协议栈（TCP/IP、TLS、MQTT等）。
• 简化与云和定位数据库的集成运用。
• 丰富的外设和通用输入输出接口（GPIO），可连接所有所需的组件，诸如GNSS/GPS、LTE/GSM、陀螺仪/加速度计以及环境传感器。
• 大容量SRAM、PSRAM和闪存，可容纳所有必要的固件、应用软件和定位数据，并支持OTA更新。
• 专用应用MCU（最高支持180MHz运行频率）及AI/ML加速器，无需额外独立MCU，降低BOM成本、功耗和开发板卡尺寸。
• 无线和网络协议栈运行在独立处理器上，增加MCU的休眠时间，减少功耗。
• SiWx917模块自带天线并通过预先认证，有助于简化射频设计和认证工作，降低开发成本和缩短开发时间。

一同构建Wi-Fi资产追踪设备

如果您正在开发资产可视化、室内定位或实时物流解决方案，那么这将有可能改变游戏规则。当您已经拥有Wi-Fi网络，让我们更好地利用它；这是智能硬件与网络的结合。想了解更多信息，请下载芯科科技的白皮书：《Wi-Fi功耗优化示例：六种IoT设备》，其中芯科科技和Sigma Connectivity的无线专家分享了针对六种IoT设备（包括无连接Wi-Fi资产追踪器）的最佳Wi-Fi功耗优化指南。