创新无线技术，打造全天候的资产追踪解决方案
今天的物联网，正在赋予人们许多前所未有的“超能力”，比如我们可以实时获取物品精准的地理位置信息，随时知道它们“在哪里”，并通过传感器感知其相关的状态信息，建立更全面的数据洞察，提升管理和运营的效率——这就是目前日趋火热的“资产追踪”应用。
显而易见，物流运输行业是资产追踪非常典型的一个应用场景，通过清晰、持续地查看货物的准确位置——特别是一些高价值或者对地理信息/派送时间敏感的资产——可以有效提升供应链的管理效率及响应速度，尽可能减少因货物损坏或丢失而造成的损失。
值得注意的是，随着资产追踪技术的发展，其价值也在快速外溢到其他领域。比如在医疗健康领域，医院和相关医疗机构可以通过资产追踪密切监控一些价格昂贵、数量稀缺设备（如除颤器、呼吸机等）的状态，提升其利用效率，节约固定资产的成本。
此外，在消费电子等民用领域，随着智能手机以及可穿戴设备的普及，资产追踪也找到了越来越多的用武之地，比如宠物跟踪和个人健康监护。例如在个人健康和健身监控应用中，整合了用户地理位置和生理体征信息的数据，可以通过资产追踪系统汇集到手机乃至云端，为用户提供个性化的健康管理服务。
在上述这些应用的推动下，资产追踪市场已经步入了一个快速增长期。根据Mordor Intelligence的研究数据，2024年全球资产跟踪市场规模预计到将达到 232亿美元，并在2029年达到433.4亿美元，复合年增长率为13.30%。具体到资产追踪中的硬件设备，2024年全球智能追踪器市场规模估计为6.4亿美元，预计到2029年将达到11.7亿美元，复合年增长高达12.70%。
全天候资产追踪的技术挑战
其实，资产追踪并不是一个新概念。在物流运输领域，基于GPS等全球导航卫星系统（GNSS）的地理定位应用已经十分普遍。但是随着应用场景的拓展，人们愈发需要一种具有“全天候”能力的资产追踪解决方案，而传统的单纯基于卫星通信的模式显然无法满足这一要求。
具体来讲，所谓“全天候”的资产追踪解决方案，应该具备以下几个特点：
首先，其应该具有全场景的覆盖能力，以满足室外、室内等不同场景下监测和定位的需求。众所周知，GPS等卫星定位技术在室内或卫星信号被遮蔽的情况下，是无法工作的，且数据的传输是单向的（只能接收），这就限制了其应用范围和功能的扩展。而与之相较，基于蜂窝物联网（LTE-M / NB-IoT）的追踪器则具有明显的优势——它们可以在室内使用，且支持数据的双向传输，因此可以在解决方案中加入传感器来监测温度等信息，让追踪器的功能更加多元化。
其次，全天候的资产追踪方案需要具备更强的可扩展性，会考虑将其他无线局域网技术整合进来——如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread等，通过多模互连，满足多样化、更精准的追踪和定位要求。此举有助于将资产追踪的触角延伸至更广阔的空间。
同时，全天候资产追踪还要具有更为出色的低功耗特性，以提供更长的电池续航能力。在这方面，与传统的GPS技术相比，蜂窝物联网和局域无线技术显然具有更大的优势，且可以通过特殊的优化技术，在更低功耗条件下，获得可与GPS媲美（甚至更高）的定位精度。
总之，全场景的覆盖、可扩展的多模无线连接、更低的功耗，是全天候资产追踪三个核心的要求，也是三大关键技术挑战，谁能够解决这些设计痛点，谁就有望在未来的资产追踪市场中获得显著的竞争优势。
创新无线技术赋能资产追踪
针对全天候的资产追踪解决方案，Nordic Semiconductor（简称Nordic）推出了一系列产品组合，为打造商用资产追踪产品和方案提供全面的支持。
nRF9161 SiP
nRF9161系统级封装（SiP）是Nordic推出的基于低功耗LTE技术的蜂窝物联网器件，具有先进的处理能力和强大的安全功能，封装面积仅为10mm x 16mm，是开发紧凑型、低功耗蜂窝物联网资产追踪应用理想的解决方案。
图1：nRF9161 SiP
(图源：Nordic Semiconductor)
nRF9161 SiP中集成了可编程Arm Cortex-M33片上系统（SoC）、射频前端、具有GNSS和DECT NR+功能的LTE调制解调器、电源管理系统，以及必要的无源元件和晶体，可以同时支持卫星+蜂窝无线定位的设计要求，满足全场景的应用覆盖。与前一代的nRF9160 SiP相比，nRF9161具有多项增强功能，包括支持DECT NR+和3GPP版本14 LTE-M / NB-IoT，可以实现更安全、长距离、可扩展的大规模mesh应用，这无疑会为资产追踪产品功能的扩展带来更大的想象空间。
总之，nRF9161 SiP集成调制解调器实现了没有地域限制的全球范围的连接，且具有高能效、小型化、易扩展的特性，有助于开发者将低功耗蜂窝无线定位技术整合到设计中，作为全天候资产追踪基础性的主控硬件平台。
图2：nRF9161 SiP系统框图
(图源：Nordic Semiconductor)
nRF7002 协同IC
如上文所述，可扩展的多模无线连接是全天候资产追踪一个重要的特征。为了能够让基于蜂窝无线网络的追踪器无缝地与无线局域网实现连接，Nordic Semiconductor也推出了相应的解决方案。
nRF7002是一款协同IC，也是Nordic Wi-Fi产品组合中的第一款产品，它可与Nordic现有的nRF91系列蜂窝物联网SiP，以及nRF52和nRF53系列蓝牙SoC一起使用，提供无缝的Wi-Fi连接和基于Wi-Fi的定位功能（本地Wi-Fi集线器的SSID嗅探）。nRF7002可以在室内和具有高密度Wi-Fi接入点的地方提供准确的位置信息，以此作为GPS或蜂窝无线定位的有力补充。
图3：nRF7002协同IC
（图源：Nordic Semiconductor）
值得一提的是，nRF7002还可以与非Nordic的主机设备配合，为其添加Wi-Fi连接的定位功能，且可支持Linux和RTOS操作系统，这对于现有各类资产追踪系统的功能拓展和技术升级，无疑大有裨益！
nRF7002支持2.4GHz和5GHz频段，同样继承了Nordic无线产品功耗低的特性，还具有高级安全功能以保护用户数据，为将Wi-Fi 6技术添加到资产追踪应用中，提供了一种功能强大、低成本的解决方案。
图4：nRF7002提供准确的Wi-Fi位置信息，为GPS或蜂窝无线定位提供有力补充
（图源：Nordic Semiconductor）
nPM1100 PMIC
在实现低功耗特性方面，Nordic的无线产品——无论是主控还是协同IC——都有上佳的表现，这是因为“低功耗”本身就是Nordic无线器件重要的技术基因之一。
不过，Nordic赋能“低功耗设计”的努力并不局限在无线SoC / SiP上，他们还推出了针对无线互连应用而专门优化的nPM1100电源管理IC (PMIC)，以利于开发者在实现整个无线系统低功耗方面更进一步。
nPM1100中包含高效的双模式可配置降压稳压器和集成电池充电器，其高效率和低静态电流的特性可以大大延长电池供电系统的续航能力，为无线SoC提供可靠而稳定的电力供应。
图5：nPM1100 PMIC
（图源：Nordic Semiconductor）
其中，高效降压稳压器可以在1.8、2.1、2.7或3.0V的可选输出电压下提供高达150mA的电流，其具有软启动以及在迟滞和PWM模式之间自动转换的功能，它还允许强制PWM模式，以确保低电源噪声运行，转换效率高达92%。
集成电池充电器则专为锂离子电池和锂聚合物电池设计，端接电压可选择4.1或4.2V，支持标称电压分别为3.6和3.7V的化学电池；其内置电池过热保护和三种充电模式（自动涓流充电、恒流充电、恒压充电）自动选择功能；充电电流可通过电阻在20mA到400mA范围内选择。此PMIC还具有放电电流限制，兼容JEITA标准，同时兼容USB，可通过USB充电，具有端口自动检测功能。
nPM1100的外形尺寸也十分紧凑，PCB占用面积仅为23mm2，因此十分适合于可穿戴、联网医疗设备和其他尺寸受限应用，当然也包括资产追踪器。
图6：nPM1100 PMIC系统框图
（图源：Nordic Semiconductor）
本文小结
作为物联网赋能的一个典型应用领域，资产追踪市场正在迎来新一波的增长。但不同于传统的卫星导航定位技术，新一代的资产追踪产品需要具备全场景覆盖、多模无线连接、低功耗长续航等诸多新特性。
为了满足这样的设计要求，Nordic推出了一系列创新的无线产品，可以帮助开发者打造全天候的资产追踪解决方案，适应不断扩展的应用需求。
