Vývoj LowPower technologií

LowPower technologie jsou pro logistiku zcela zásadní, protože umožňují získávat data například o poloze či stavu zásilky po dobu několika let bez nutnosti výměny či dobití baterií. V nadpisu článku zmiňuji evoluci. Pokud totiž budeme považovat za revoluční nástup těchto technologií, pak dnes již tyto technologie bereme jako samo­zřej­most a prožíváme evoluci zlepšování parametrů jejich funkcí.

Ve světě LowPower IoT tak byla jedinou velkou událostí za poslední dobu insolvence společnosti Sigfox a její převzetí společností UnaBiz s asijskými kořeny. Ukázala na to, že ve světě LowPower WAN sítí skončilo období pionýrů a převratných novinek.

Mobilní operátoři krůček po krůčku zlepšují pokrytí sítěmi LowPower páté generace (5G). Za využití technologií NB-IoT a LTE-M, proto­ko­lů určených pro zařízení s velmi nízkou spotřebou energií, rozšiřují pokrytí do dalších a dalších zemí. Ve světě již tyto technologie, co se týče celoplošného pokrytí s dostupností kvalitního signálu (jak outdoor, tak indoor), dominují. Naplňuje se tak roadmapa náhrady 2G a 3G sítí těmito novými protokoly. Aktuálním trendem je i propojování jednotlivých operátorů v rámci roamingových smluv. Dostupné jsou tak již tarify pokrývající většinu území Evropy, Severní Ameriky a Austrálie. Rozdrobená zatím zůstává Asie, Afrika a Jižní Amerika.

Pokrytí signálem je stěžejní

Právě jednotný a jednoduchý přistup k mobilním sítím je zásadní pro aplikace využívající sledování zásilek. Při stávajícím tempu implementace standardů NB-IoT a LTE-M je již velmi blízko doba, kdy nebudeme nad přítomností mobilní sítě uvažovat stejně, jako tomu je dnes v případě roamingu mobilních telefonů. Zde je nutné upozornit, že standard pokrytí mobilním signálem, na který jsme zvyklí v České republice, není vůbec shodný se standardy v jiných, mnohdy velmi vyspělých zemích. Jako příklad bych uvedl Německo a USA.

Zcela upřímně, co se týče masového nasazení sledovacích senzorů (a mám na mysli opravdu masové, tedy celosvětové, rozšíření), bude v režii globálních logistických firem jako je UPS, DHL nebo FedEx. Avšak i v evropských měřítcích dává jejich využití smysl.

Změny komerčních podmínek

Stejně jako se zlepšuje pokrytí, dochází v rámci evoluce i ke zlepšování komerčních podmínek pro využívání služeb mobilních LowPower sítí. Vždyť za pět let od doby, kdy byly u nás spuštěny všechny hlavní technologie, se cena za připojení zařízení snížila takřka o řád. Jelikož je dalším trendem i přístup „Nainstaluj a zapomeň“, po instalaci již zákazníci neřeší náklady na údržbu a po dobu několika let prostě jen využívají výhod LowPower řešení.

V případě sledování (trackingu) přepravních boxů, kontejnerů či jakékoli zásilky, jejíž hodnota je rozhodující pro rozhodnutí, zda tracking nasadit, či ne, jsou použity technologie GPS. V tom případě je standardem zhruba jeden rok (s horní hranicí zhruba tři roky), a po té době je třeba baterii dobít nebo vyměnit. Zařízení však slouží bez problému dále. Pro senzory sbírající data o teplotě, vlhkosti, otřesech nebo překonání zabezpečení je pak standardem pět let a horní hranice zhruba 10 let. Z toho důvodu se na trhu objevily tarify zabezpečující komunikaci právě na 10 let a jejich cena se pohybuje v nízkých jednotkách (1-3) EUR ročně.

V trackingu je stále zajímavý „souboj“ mezi různými kombinacemi lokálních protokolů (například Bluetooth Low Energy, wireless MBUS, Wi-Fi 6 nebo ZigBee) a mobilních protokolů (NB-IoT, LTE-M, LoRaWan). Rozdíl mezi nimi je zejména v dosahu. Lokálně mohou zařízení komunikovat na desítky, maximálně stovku metrů, v mobilních sítích pak běžně na kilometry a desítky kilometrů. Opět budou mít na miskách vah pravděpodobně rozhodující roli velcí hráči, kteří svými objednávkami umožní výrobu velkého počtu zařízení a tím snížení jejich ceny.

Posun na poli senzorů

Co se týče samotných senzorů a zařízení, sledujeme i zde evoluci. To znamená mírné zlepšování funkcionality ve smyslu „krabičky jsou stále menší a vydrží fungovat ještě déle“. U některých senzorů je již jediným limitem velikost a kapacita baterie, protože vše ostatní se vejde do „krabičky od sirek“. Před lety se jako velmi nadějné objevovaly různé formy harvestingu, tj. získávání energie například pohybem senzoru, změnou teploty v okolí senzoru či miniaturními fotovoltaickými panely na obalu senzoru. V této oblasti ale na nějaký zásadní posun v technologii teprve čekáme. Na jedné straně jsou tato řešení ještě stále v poměru k získanému prodloužení funkčnosti zařízení drahá, na druhé straně optimalizace stávajících senzorů vede k prodloužení životnosti až na požadované parametry.

Hromadné nasazování

Výše zmíněný tlak na náklady je jedním z impulzů pro masové rozšíření senzorů, které spotřebovávají jen velmi málo energie. Velmi úspěšným, a v souvislosti s rostoucími cenami energií i baterií jistě ještě úspěšnějším, příkladem, je nasazení senzorů na trakční baterie například vysokozdvižných vozíků či obecně jakékoli bateriově poháněné manipulační techniky. Před časem jsme toto řešení zmiňovali jako inovátorské. Nyní jsou již v ostrém provozu nasazeny jen v České republice tisíce takových senzorů a pomáhají ušetřit náklady na energie. Zároveň díky zlepšenému dobíjení baterií i prodlužují jejich životnost a tím šetří další náklady.

I v logistice a v logistických areálech se prosadila řešení pro chytré budovy. Většina systémů je součástí pevné infrastruktury. Přesto však i v těchto nových areálech nalézají uplatnění chytré elektroměry a vodoměry. V této oblasti zaznamenává IoT velký nárůst. Aby bylo možné řídit spotřebu, je nutné mít potřebné informace ve správný čas. Autonomní senzory každou hodinu, v případě průmyslových areálů dokonce každou čtvrthodinu, posílají data o spotřebě médií. Na jejich základě je pak možné zapínat a vypínat spotřebiče. Například již zmíněné dobíjení baterií je možné sladit s dobou, kdy distributor poskytne lepší cenu za energii.

Mimochodem, díky technologii dálkových odečtů i běžných elektroměrů je možné již nyní optimalizovat svou spotřebu bez nutnosti velkých investic. Odečet provede senzor, který nijak nezasahuje do stávajícího „hloupého“ elektroměru. Logistické areály tak mohou ušetřit až desítky procent nákladů na elektrickou energii.

Zpracování dat

Na opačné straně (od senzorů a sběru dat) stojí aplikace a zpracování či prezentace dat. Zde se čím dál více uplatňuje nasazení strojového učení (ML) a umělé inteligence (AI). Pro optimalizací procesů v krátkém čase, což je primární zadání v logistice, je takové nasazení ideální.

Velmi zajímavým trendem je i nasazení blockchainu. Nemusí jít nutně o platby v Bitcoinech či Ethereu, ale spíš o využití veřejných data­bá­zí, které slouží ke zpřístupnění dat a tím zvyšují důvěryhodnost. Na rozdíl od dat (například o změně stavu zásilky) na webu je zápis na blockchainu nesmazatelný a nezměnitelný. Zákazník tak má jistotu, že údaje o době, místu a stavu zásilky jsou relevantní.

Překážky rozšiřování

Nyní je největší komplikací k masovému rozšiřování LowPower technologií nedostatek komponent na výrobu senzorů a jejich rostoucí cena. Samozřejmě, že následky války na Ukrajině pocítíme ještě delší dobu, výpadky v produkci čipů a polovodičů se však již daří napravovat, a i velké automobilky jsou optimističtější, co se týče konce roku a let následujících.

Věříme, že se stejně jako v minulosti investice do nových výrobních kapacit projeví se zpožděním v zásadně klesající ceně. Zůstane nám snaha po optimalizaci logistických procesů a té lépe dosáhneme s dostatkem relevantních dat. Proto jsme, co se týče dalšího rozšiřování LowPower IoT technologií v logistice, optimističtí.

Karel Krčmář Autor článku je CEO společnosti M2MC.