Wio Tracker: la scheda GPS di Seeed Studio

Wio Tracker di Seeed Studio è un gateway open source che consente soluzioni GPS IoT più veloci. Il Wio è basato su ARM Cortex-M0+, che è il microcontrollore per Arduino M0 ed è compatibile con Arduino e Grove. Il dispositivo è in grado di tracciare quasi tutte le cose in movimento e quindi può caricare tali dati in modalità wireless. Wio integra Bluetooth 3.0 e GPRS in un'unica scheda per uno sviluppo rapido attraverso numerose librerie e una comunità di supporto. La libreria GPS disponibile con la scheda non è solo limitata ad Arduino, può funzionare altrettanto bene in C/C++. Grazie a 6 connessioni Grove disponibili, è possibile collegare qualsiasi combinazione di oltre 180 sensori e attuatori per realizzare qualsiasi progetto e risolvere qualsiasi problema.

Introduzione

La piattaforma Wio Tracker fu presentata per la prima volta al mondo alla fine del 2015, quando la raccolta fondi  avviata su Kickstarter per Wio Link andò in porto. Come secondo prodotto lanciato su Kickstarter, il risultato di Wio Tracker superò di molto le aspettative dei suoi creatori. Quindi, non molto tempo dopo, venne rilasciato il fratello minore di Wio Link, ovvero Wio Node. Entrambi hanno quasi la stessa funzione ma dimensioni diverse e quantità di connettori Grove differenti, per adattarsi a diverse situazioni. Per Seeed Studio la cosa più interessante di Wio risiede nella virtualizzazione dei moduli plug-n-play per API RESTful con le app mobile, in tal modo gli utenti possono davvero sbarazzarsi di saldature, ponticelli e conoscenze varie di ingegneria elettronica, programmazione di microcontrollori, programmazione di rete, gestione dei protocolli IoT. Non che queste conoscenze siano negative, ma a volte ciò che si vuole è solo una prototipazione rapida e una risposta rapida, ed è per questo che è nato il Wio, per semplificare tutti i passaggi della prototipazione, anche se non si sa niente di elettronica. Non è esagerato dire che si possa anche costruire un semplice progetto IoT in circa 5 minuti. Esistono molti tutorial interessanti per iniziare, usando Wio, si possono irrigare le piante da remoto o dar da mangiare al cane quando non si è in casa.

Descrizione Hardware

Wio Tracker è una scheda di sviluppo compatibile con Arduino, che permette di rintracciare qualsiasi cosa in movimento sul pianeta. Integrando GSM e GPRS così come GPS e BeiDou in un'unica scheda, fornisce una soluzione all-in-one per i progetti IoT all'aperto. Il lontano 2016 è stato un anno speciale per le reti a bassa potenza (LPWAN) perché sono state introdotte nuove tecnologie come LoRa e Sigfox, che hanno notevolmente favorito lo sviluppo della WAN. Il Wio Tracker presenta alcune somiglianze con LoRa e Sigfox ma anche molte differenze. Esso risulta più adatto per il tracciamento del movimento all'esterno e per le situazioni che presentano un'alta frequenza delle interazioni con i clienti  e un volume medio di dati, ad esempio la condivisione di biciclette, la localizzazione logistica, il monitoraggio degli animali domestici.

Confrontandolo alla tradizionale soluzione di localizzazione GPS, il Wio Tracker di Seeed è molto più facile da usare e personalizzare per un mercato IoT in rapida evoluzione. Come scheda di sviluppo Grove user-friendly, l'aspetto di Wio Tracker può ricordare Wio Link, un altro prodotto avviato da Seeed. Quindi sulla scheda si possono trovare 6 connettori Grove. Come scheda compatibile con Arduino, gli utenti possono utilizzare il Wio Tracker direttamente con l'IDE Arduino. Wio Tracker in realtà non è solo una scheda ma una vera e propria soluzione. In Seeed Studio, hanno la possibilità di aiutare il cliente a personalizzare il Wio Tracker per il suo progetto e portarlo a termine fino alla produzione di massa. Poiché Wio Tracker utilizza un modulo standard che è prodotto in massa, Seeed Studio è pronto per la produzione di massa anche quando il cliente si trova ancora nella fase di prototipazione.

Caratteristiche

  • Sistema Multi-GNSS per GPS combinato a BeiDou, per una localizzazione più precisa
  • Tecnologia EPO, che fornisce la prevista Extended Prediction Orbit per accelerare il TTFF senza bisogno di server aggiuntivi
  • Basato sui dati EPO, la funzione QuecFastFix Online riduce ulteriormente il TTFF a freddo, rendendo TTFF a freddo paragonabile a quello a caldo
  • Modalità GLP (GNSS Low Power), con consumo energetico pari al 40% rispetto alla modalità normale e una precisione leggermente inferiore
  • Modalità Periodo riduce anche il consumo energetico controllando il tempo di spegnimento
  • Always Locate Technology, ovvero un algoritmo intelligente per il risparmio energetico
  • Tecnologia Easy (Embedded Assist System), predizione dell'orbita auto generata per la correzione istantanea del posizionamento, riducendo così il Time To First Fix (TTFF)
  • Tecnologia LOCUS, una soluzione innata per il data logger di navigazione senza la necessità di host e flash esterni
  • Comando AT: GSM 07.07, 07.05 e comando AT potenziato
  • Bluetooth 3.0 con SPP e HFP-AG
  • 6 connettori Grove
  • Alloggio 2 in 1 per Nano SIM e scheda TF
  • Compatibile con IDE Arduino
  • Bassa potenza e dimensioni ridotte

Specifiche

Nella Tabella 1 vengono riassunte le principali specifiche tecniche della scheda Wio Tracker.

Tabella 1: specifiche della scheda Wio Tracker
Componente Funzione Valore
Microcontrollore Processore ATSAMD21G18A-MU, ARM Cortex-M0+
Memoria flash 256 kB
SRAM 32   kB
Velocità di clock 48 MHz
Tensione operativa 3,3 V
GSM/GPRSGSM GSM 850/900/1800/1900MHz, Classe 4 (2W @850/900 MHz), Classe 1 (1W @1800/1900 MHz)
AT Command: GSM 07.07, 07.05 and AT Command potenziato
Consumo in bassa potenza: 1.2mA@DRX=5
GPRS Protocolli: TCP/UDP/FTP/HTTP/PPP/SSL
SMS Messaggi Peer to Peer, SMS broadcast, Testo e PDU
Audio Cancellazione dell'eco, eliminazione del rumore
Bluetooth Bluetooth 3.0: SPP, HFP-AG
GNSS Sistema GPS L1 1575.42 MHz, BeiDou B1 1561.10 MHz
Precisione <2,5 m CEP
Tecnologia EASY/LOCUS/AlwaysLocate/EPO/GLP/AIC
Periferiche Grove 2 x Grove Digital Port, 2 x Analog Port, 1 x UART, 1 x I2C
Antenna GSM, Bluetooth, GSNN
Altre USB: alimentazione e caricamento programmi,

connettore JST 1.0 per batteria, audio jack 3,5 mm,

bottone di reset e accensione GSM, 1 LED rosso configurabile

Dimensioni L x W 54,7 x 48,2 mm

Nella Figura 1 vengono evidenziate le posizioni dei componenti sia sul fronte che sul retro della scheda Wio Tracker.

Figura 1: Posizionamento dei componenti sul fronte/retro della scheda Wio Tracker

Sistema Grove

Sulla scheda sono presenti 6 connettori di tipo Grove (2 x Grove Digital Port, 2 x Analog Port, 1 x UART, 1 x I2C). Il sistema Grove è un sistema modulare e standardizzato di connettori per prototipazione. Grove adotta un approccio a mattoncini per l'assemblaggio elettronico. Rispetto ai sistemi basati su ponticelli o su saldature, è più facile connettere, sperimentare e costruire e semplifica il sistema di apprendimento, ma non fino al punto da diventare stupido. Anche altri sistemi di prototipazione abbassano il livello fino ai mattoncini. In questo modo si può apprendere molto, ma il sistema Grove consente di costruire sistemi reali. Anche se richiede un pò di apprendimento e competenza per mettere insieme le cose. [...]

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