Rastreamento de ativos com BLE: guia de hardware

O rastreamento de ativos com sensores, etiquetas e beacons está se tornando cada vez mais popular, e o interesse por essa tecnologia continua crescendo. Naturalmente, o número de perguntas sobre sua implementação também está aumentando.

Desde o lançamento da solução Tags do GPS-Trace, nossa equipe tem recebido um número crescente de solicitações relacionadas ao rastreamento de ativos. A solução permite transformar dados recebidos de gateways em ativos rastreáveis separados, sem instalar hardware GPS dedicado em cada item.

Este artigo explica quais equipamentos são necessários para o rastreamento de ativos com a plataforma GPS-Trace, compara as abordagens de implantação disponíveis e destaca os principais fatores a considerar ao selecionar hardware para um projeto específico.

Este artigo foca principalmente em implantações móveis de gateway BLE com Tags e também explica como essa abordagem difere de soluções de rastreamento de ativos baseadas em Mesh.

Princípio geral de funcionamento

Para o rastreamento de ativos com Tags, podem ser usadas duas abordagens principais:

1. Tecnologia móvel
2. Tecnologia Mesh

1. Tecnologia móvel

Nessa abordagem, um rastreador GPS atua como um gateway BLE móvel, coletando dados de dispositivos BLE próximos e transmitindo-os para a plataforma GPS-Trace junto com suas próprias coordenadas GPS.

Dispositivos BLE (sensores, beacons e etiquetas) são fixados aos ativos que precisam ser rastreados. O rastreador GPS faz varredura contínua em busca de sinais BLE próximos e retransmite esses dados para a plataforma.

BLE (Bluetooth Low Energy) é uma tecnologia sem fio usada para transmissão de dados em curto alcance entre dispositivos como beacons, etiquetas, sensores e gateways.

O próprio rastreador pode ser:

• Instalado em um veículo
• Carregado por uma pessoa
• Fixado a um ativo em movimento
• Implantado em um local fixo (se a mobilidade não for necessária, mas o posicionamento por GPS for exigido)

O que você pode rastrear:

• Localização de ativos com BLE – determinada com base na posição do rastreador GPS
• Dados de telemetria de sensores BLE (temperatura, umidade, movimento etc.)
• O próprio rastreador GPS – exibido como um ativo separado no aplicativo Tags

Fluxo de dados: dispositivos BLE → rastreador GPS → plataforma GPS-Trace

2. Tecnologia Mesh

Nessa abordagem, é implantada uma infraestrutura estacionária baseada em Wirepas Mesh, composta por âncoras e gateways que retransmitem dados pela rede a partir de etiquetas, beacons e sensores fixados aos ativos rastreados.

Wirepas Mesh é uma tecnologia de rede em malha na qual os dispositivos formam uma rede de forma autônoma e transmitem dados uns pelos outros, sem exigir que cada dispositivo se conecte diretamente a um gateway.

Etiquetas, beacons e sensores fixados aos ativos transmitem dados para âncoras próximas. Em seguida, as âncoras retransmitem essas informações pela rede Mesh até os gateways, que então as transmitem para a plataforma GPS-Trace.

Esses sistemas são normalmente usados em armazéns, escritórios, instalações industriais e outros locais fixos, onde os ativos precisam ser rastreados dentro de uma área definida.

Diferentemente de rastreadores GPS móveis, âncoras e gateways estacionários geralmente não têm suas próprias coordenadas GPS. Portanto, suas posições devem ser atribuídas manualmente no mapa ou vinculadas a zonas/camadas específicas. Essa abordagem é particularmente útil para cenários internos (indoor) ou de local fixo, onde o rastreamento tradicional baseado em GPS é impraticável.

O que você pode rastrear:

• Localização dos ativos rastreados – determinada com base na posição da âncora
• Dados de telemetria de sensores (temperatura, umidade, movimento etc.)

Fluxo de dados: dispositivos Mesh → Âncora → Âncora → Gateway → plataforma GPS-Trace

Componentes da tecnologia móvel

Dessa forma, o rastreamento de ativos via BLE com Tags requer três componentes:

1. Dispositivos BLE fixados aos ativos

Podem ser beacons, etiquetas ou sensores BLE fixados a equipamentos, ferramentas, contêineres, cargas, paletes, carrinhos de armazém, equipamentos médicos, unidades de refrigeração, portas, portões ou peças removíveis de veículos.

Por exemplo, eles podem ser fixados a máquinas de construção, geradores, compressores, caixas de ferramentas, bagagens, cofres e outros ativos móveis ou valiosos.

Esses dispositivos ajudam a detectar a presença de um ativo próximo ao gateway, acompanhar seu movimento e condição e localizar rapidamente o objeto necessário.

2. Gateway que recebe dados BLE

O gateway recebe dados de dispositivos BLE próximos e os envia para a plataforma. Um gateway pode ser um rastreador GPS com suporte a Bluetooth, um gateway BLE estacionário ou outro dispositivo conectado que consiga receber dados BLE e enviá-los para a plataforma por meio de uma rede móvel ou outra conexão com a internet.

3. Plataforma GPS-Trace e Tags

A plataforma GPS-Trace recebe dados do gateway. Tags exibe ativos separados criados a partir de dados de dispositivos BLE ou de parâmetros do gateway. O acesso ao Tags é fornecido por meio de revendedores e provedores de serviços registrados no GPS-Trace Console.

Seleção de hardware móvel

Ao selecionar hardware para uma configuração de rastreamento de ativos via BLE, muitos fatores devem ser considerados, incluindo o caso de uso, orçamento, disponibilidade de hardware na sua região, condições de operação, autonomia de bateria necessária e muito mais.

As recomendações a seguir podem ajudar você a avaliar hardware para uso com Tags e a plataforma GPS-Trace.

Como escolher um gateway

Ao escolher um gateway, verifique os seguintes fatores:

1. Integração com a plataforma GPS-Trace

O dispositivo e o modelo específico devem ser compatíveis com a plataforma. Isso pode ser verificado no nosso site, na seção Devices.

2. Suporte e compatibilidade com BLE

O rastreador GPS deve suportar a tecnologia BLE e ser compatível com os periféricos BLE utilizados.

3. Caso de uso / cenário

A escolha do dispositivo depende da tarefa específica que precisa ser implementada.

Exemplo 1 – Rastreamento de ativos no veículo

Um rastreador GPS é instalado em um veículo e coleta dados de sensores BLE, etiquetas ou beacons dentro ou próximo do veículo. Isso pode incluir status da porta, temperatura em um semirreboque refrigerado, nível de combustível ou a presença de ferramentas, caixas ou equipamentos.

Exemplo 2 – Verificação de presença de ativos em locais

Um rastreador GPS é instalado em um veículo que se desloca entre vários locais e detecta a presença de ativos específicos ao chegar em um determinado local. Isso pode ser útil para rastrear ferramentas e equipamentos em canteiros de obras, filiais, armazéns e instalações semelhantes.

Exemplo 3 – Cobertura de área

Um rastreador GPS estacionário é instalado em um local fixo, como um armazém, loja, escritório, canteiro de obras etc., e é usado para rastrear ativos dentro de uma área específica.

Nesses cenários, vários gateways BLE podem ser necessários para ampliar a cobertura e fornecer uma estimativa mais precisa da localização do ativo.

O uso de múltiplos gateways é especialmente importante em grandes armazéns, canteiros de obras e instalações industriais, onde os sinais BLE podem ser enfraquecidos por paredes, estruturas metálicas, máquinas e outras fontes de interferência.

Além disso, quando um beacon BLE é detectado simultaneamente por vários gateways, a plataforma GPS-Trace pode analisar os valores de RSSI e estimar a localização aproximada do ativo. Isso possibilita implementar zoneamento e melhorar a precisão do rastreamento em ambientes internos.

RSSI (Received Signal Strength Indicator) mostra a intensidade do sinal BLE quando ele é recebido por um gateway. Se vários gateways detectarem o mesmo beacon, comparar os valores de RSSI pode ajudar a estimar de qual zona o ativo está mais próximo.

Exemplo 4 – Rastreamento de presença em múltiplos locais 

Vários rastreadores GPS podem ser instalados em diferentes locais como gateways estacionários e usados para rastrear a chegada, saída e condição dos ativos nesses locais.

Cenários possíveis incluem rastrear o deslocamento de equipamentos médicos entre departamentos hospitalares ou clínicas, rastrear a presença de chaves, cartões de acesso, paletes, empilhadeiras ou outros equipamentos de serviço em um armazém específico ou ponto de controle.

4. Especificações técnicas

• Número de dispositivos BLE visíveis simultaneamente
• Frequência de varredura BLE (quanto maior a frequência de varredura, mais rápidas as atualizações de dados)
• Alcance de detecção do sinal BLE
• Protocolos BLE e tipos de dispositivos suportados / compatibilidade de hardware
• Capacidade de memória e velocidade de transmissão de dados
• Consumo de energia e condições de operação etc.

Exemplos de fabricantes com dispositivos gateway integrados à plataforma GPS-Trace incluem:

Como escolher dispositivos BLE

Antes de tudo, comece definindo a tarefa que o dispositivo BLE deve resolver.

• Beacons/etiquetas BLE – dispositivos compactos fixados a ativos, equipamentos ou ferramentas para transmissão de identificadores e rastreamento de presença dentro da área de cobertura.
• Sensores BLE – dispositivos que transmitem não apenas dados de localização, mas também telemetria como temperatura, umidade, movimento, status da porta e outros parâmetros ambientais ou operacionais.

Ao selecionar dispositivos BLE, considere a autonomia de bateria, alcance do sinal BLE, condições de operação em ambientes internos/externos, proteção contra umidade, poeira e temperatura, bem como o tamanho do dispositivo e o tipo de fixação.

Também é importante verificar a compatibilidade entre dispositivos BLE e gateways. Usar dispositivos do mesmo fabricante geralmente é preferível, pois simplifica a configuração e ajuda a evitar problemas de compatibilidade. No entanto, dispositivos de fabricantes diferentes também podem funcionar juntos se suportarem os mesmos protocolos BLE.

Recomendamos escolher dispositivos BLE que suportem protocolos padrão como iBeacon e Eddystone, pois isso torna a integração com diferentes gateways muito mais fácil.

Também vale a pena entender antecipadamente como os dispositivos BLE são configurados. Por exemplo, a Teltonika fornece um aplicativo dedicado para configurar dispositivos BLE.

Exemplos de fabricantes de dispositivos BLE incluem:

Exemplos de casos de uso com hardware Queclink

Conclusão

O rastreamento de ativos baseado em BLE pode ser usado para ferramentas, equipamentos, cargas, inventário, reboques e muitos outros ativos. A combinação ideal de hardware depende do cenário de implantação, cobertura necessária, autonomia de bateria, condições ambientais e compatibilidade com a plataforma. Ao selecionar a combinação correta de gateways e dispositivos BLE, as organizações podem criar soluções de rastreamento de ativos escaláveis e econômicas usando GPS-Trace e Tags.