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48 - ELETTRONICA OGGI 494 - MAGGIO 2021 COMM NARROWBAND CELLULAR tipicamente una capacità chiamata ricezione discon- tinua (DRX), che permette al dispositivo di spegnere il ricevitore radio per un periodo di tempo supportato dalla rete carrier. Allo stesso modo, il protocollo di ricezione discontinua estesa (eDRX) consente ai dispositivi a bassa potenza, come i dispositivi di monitoraggio delle risorse a bat- teria o altri dispositivi IoT, di specificare per quanto tempo intendono rimanere inattivi prima di fare un nuovo controllo in rete. Abilitando il funzionamento eDRX, un dispositivo LTE-M può rimanere nello stato di sleep per un periodo fino a circa 43 minuti mentre un dispositivo NB-IoT tale periodo arriva a circa 174 mi- nuti, allungando sensibilmente la durata della batteria (Fig. 4). Un’altra modalità di funzionamento cellulare, chiama- ta modalità di risparmio energetico (PSM), consente ai dispositivi di rimanere registrati nella rete cellulare anche quando sono in modalità di sospensione e non sono raggiungibili dalla rete. Normalmente, se una rete cellulare non è in grado di raggiungere un dispositivo entro un certo periodo di tempo, interrompe la con- nessione con il dispositivo e richiede al dispositivo di eseguire una procedura di riconnessione che consu- ma una quantità incrementale di energia. A lungo an- dare, nel caso di un dispositivo alimentato a batteria, questo ridotto consumo energetico ripetuto nel tempo può esaurire o ridurre significativamente la carica del- la batteria. Un dispositivo abilita la modalità PSM fornendo alla rete una serie di valori temporali che indicano quando sarà periodicamente disponibile e per quanto tempo rimarrà raggiungibile prima di tornare in modalità di sleep (Fig. 5). Grazie alla negoziazione PSM, la rete carrier non stac- ca il dispositivo, che può quindi riattivarsi in qualsiasi momento e riprendere le comunicazioni. Il vantaggio è derivato dal fatto che utilizza la modalità di sospen- sione a basso consumo quando non ha nulla e può riattivarsi se richiesto e comunicare istantaneamente. Il SiP nRF9160 supporta sia eDRX che PSM, che con- sentono al dispositivo di mantenersi operativo con il minimo consumo energetico. Quando è in fase irraggiungibile con PSM, il disposi- tivo consuma solo 2,7 µA. eDRX utilizza solo una cor- rente leggermente superiore, 18 µA nel funzionamento Cat-M1 o 37 µA nel funzionamento Cat-NB1 con cicli di 82,91 secondi. Sviluppo di soluzioni di tracciabilità delle risorse a basso consumo L’implementazione di un progetto hardware per un di- spositivo di tracciabilità delle risorse basato sul SiP nRF9160 richiede pochi componenti aggiuntivi oltre a quelli di disaccoppiamento, le antenne e i dispositivi necessari le reti di adattamento separate per le anten- ne GPS e LTE (Fig. 6). Gli sviluppatori possono facilmente combinare il SiP nRF9160 con un dispositivo Bluetooth , come il micro - controllore e i sensori wireless Bluetoo th NRF52840 d i Nordic Semiconductor, per implementare un sofistica- to localizzatore di risorse cellulare basato su sensori GPS che fornisce accesso ai dati attraverso smartpho- ne e altri dispositivi mobili abilitati a Bluetooth. Per aiutare gli sviluppatori a iniziare in tempi brevi la valutazione di progetti basati sulla connettività cellu- lare, Nordic Semiconductor ha realizzato un paio di kit di sviluppo. Per la prototipazione rapida di applica- zioni di tracciabilità dell e risorse basate s u sensori, il kit di sviluppo IoT cellul are NRF6943 THI NGY:91 è un sistema completo di sensori a batteria che abbina il SiP nRF9160 con un dispositivo Bluetooth NRF52840, Fig. 4 – Il modem del SiP nRF9160 supporta la ricezione discontinua estesa che consenteai dispositivi di risparmiare energiaper unperiodo di tempo negoziato con la rete cellulare (Fonte: Nordic Semiconductor) Fig. 5 – Il protocollo PSM cellulare consente ai dispositivi di sfruttare le modalità di sospensione a basso consumo senza penalizzazioni nel momento della riconnessione, negoziando specifici periodi in cui non sono raggiungibili (Fonte: Nordic Semiconductor)