解析Wi-Fi资产跟踪用例和参考设计

时间： 2024-12-17 来源：Silicon Labs公众号

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资产追踪的典型用例是什么？
随着连接性、传感器、分析技术和云平台的融合，资产追踪（Asset Tracking）的应用正在激增，为供应链和工业运营提供实时可视性、预测性维护和数据驱动的优化。

远程信息处理与车队管理

Always on模式
建立Wi-Fi连接
连接到车载网关
连接到现场网络（例如建筑工地、仓库、铁路场等）
GPS/GNSS与其他技术结合使用
GPS定位数据通过中央网关传输，并回传到云端
支持车与云通信（V2C）以及车与车通信（V2V）

冷链应用的数据记录器

资产在运输中，无Wi-Fi连接时：可通过SSID扫描推断位置
使用GPS/GNSS进行定位（结合蜂窝网络回传数据至云端）
温度、湿度和IMU传感器记录任何温度或冲击违规事件，存储于Flash存储器中
SSID日志存储于Flash存储器中
抵达目的地后，建立连接并传输关键的运输数据

实时位置服务 (RTLS) —在线模式

已建立Wi-Fi连接：
连接到车载网关
连接到现场网络（例如建筑工地、仓库、铁路场等）

GPS/GNSS与其他技术结合使用：

GPS定位数据通过中央网关传输，并回传到云端。

Wi-Fi 资产追踪应用示例

我们创建了一个应用程序，用于演示如何将SiWG917 模块配置为Azure设备端点，以及如何与Azure IoT Hub建立连接。本项目开发了一个基于SiWG917-PK6031A 的Wi-Fi追踪器应用，利用WiSeConnect 3 SDK提供的WLAN API连接至Wi-Fi接入点。设备通过JSON消息传输以下字段的配置信息，与Azure IoT Hub通信：

Wi-Fi MAC ID（作为标识符）
当前的 SSID 和信号强度
当前时间戳
经度、纬度、海拔和可见卫星数量
当前湿度和温度读数
加速度计和陀螺仪的数值（X、Y 和 Z 轴）

系统概述

以下组件需配置以演示基于SiWG917设备的Wi-Fi资产追踪端到端应用：

1，Azure云：创建Azure云账户，并配置Azure IoT Hub资源以接收来自SiWG917设备的数据。Azure IoT Hub资源需配置为将从设备接收的消息路由回其订阅者。

2，仪表盘：本示例提供了一个基于Web的仪表盘应用程序（前端 + 后端）。仪表盘订阅Azure IoT Hub，接收传感器数据并在浏览器的前端应用中显示。前端应用支持下载会话数据和GPX文件。需使用Azure云凭据登录仪表盘应用以查看传感器数据。

3，芯科科技SiWG917 设备：SiWG917 SoC将连接多个传感器模块，例如：SparkFun湿度和温度传感器（Si7021）、SparkFun GNSS 接收器（MAX-M10S）、SparkFun 6DoF IMU（BMI270）、使用Qwiic接口通过I2C总线连接传感器。SiWG917设备应用程序根据配置的采样间隔，通过I2C总线捕获传感器数据。设备通过配置的Wi-Fi接入点连接到互联网，并连接至Azure IoT Hub。捕获的传感器数据会转换为JSON格式，并通过MQTT协议发送到Azure IoT Hub。

应用概述

固件应用程序包含三个逻辑模块：

1，传感器模块：负责以配置的间隔读取传感器和GNSS接收器数据。每个传感器数据由独立的线程/任务读取。传感器数据队列保存各线程读取的数据。JSON格式转换线程从队列中读取数据，转换为JSON格式，并推送到MQTT消息队列中。

2，Wi-Fi 和连接管理模块：该模块测量Wi-Fi参数并将其推送到消息队列。它还形成保持活动的MQTT消息，并定期将它们发送到云。根据消息间隔的复杂性，可以使用一个或多个线程来创建消息和管理连接。

3，MQTT消息发送模块：该模块将消息发送到Azure云。它包含一个單线程，该线程从MQTT消息队列读取数据并将其发送到Azure IoT Hub。

工作原理

将代码烧录到开发板并为连接的板供电后，应用程序会自动启动运行。使用Putty/Tera Term（或其他程序）查看串口输出数据。主程序初始化驱动程序，读取一些信息并检查与传感器的通信。随后尝试与Wi-Fi 接入点（AP）建立连接。

如果成功连接至接入点，主程序会定期将数据发送至Azure云，用户可以通过仪表盘查看数据。

更多详细信息请参阅Wi-Fi - Asset Tracking GitHub 示例应用程序：https://github.com/SiliconLabs/wifi_applications/tree/main/wifi_asset_tracking

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型号- SIWX917

2024/8/7 - SILICON LABS - 技术文档代理服务技术支持采购服务