Задача
Заказчику нужен был трекер для объектов, к которым нельзя или неудобно подводить питание: прицепы, контейнеры, строительная техника, ценные грузы. Устройство должно годами работать от встроенной батареи без обслуживания, периодически сообщать местоположение и при этом оставаться недорогим, чтобы его можно было ставить на большой парк объектов.
Главное противоречие таких устройств — между частотой выхода на связь и сроком службы. Каждый сеанс GSM-связи расходует заметную часть энергии, поэтому архитектура, ПО и выбор источника питания должны проектироваться вместе. Отдельный вопрос — работа при низких температурах: ёмкость большинства батарей на морозе заметно снижается, а пиковый ток передачи по GSM может приводить к просадке напряжения и перезагрузке устройства. Эти режимы нужно было учесть ещё на этапе выбора компонентов.
Что сделали
Мы построили устройство вокруг сценария «долгий сон — короткий сеанс»: большую часть времени трекер находится в режиме глубокого сна с потреблением на уровне единиц микроампер, просыпается по расписанию, определяет местоположение, передаёт данные и снова засыпает. Время каждого сеанса сведено к минимуму: модем включается только на период регистрации в сети и передачи данных, а все вычисления выполняются заранее.
- Подобрали источник питания с низким саморазрядом, рассчитанный на многолетнюю работу, и спроектировали узел питания с учётом импульсных токов GSM-модуля.
- Разработали схемотехнику с полным отключением питания неиспользуемых узлов в режиме сна.
- Написали встроенное ПО с настраиваемым расписанием сеансов связи, контролем заряда батареи и передачей служебной телеметрии.
- Провели измерения профиля потребления и построили энергетическую модель: срок службы до 6 лет достигается при редком выходе на связь — порядка одного сеанса в сутки.
- Спроектировали герметичный корпус и стенд функционального контроля для серийного выпуска.
Результат
Заказчик получил автономный трекер с прогнозируемым сроком службы и понятной зависимостью автономности от настроек: при более частых сеансах срок работы соответственно сокращается. Изделие выпускается серийно, монтаж и контроль выполняются на производстве ГАОДИ. Платформа подходит для создания модификаций — например, с другим типом батареи, датчиком вскрытия или акселерометром для пробуждения при начале движения.
