ÉTUDE DE CAS
Un appareil robuste et léger, conçu pour un suivi intensif – Abeeway, une réussite client.
INTRODUCTION
Le tracker multimode renforcé qui ne perd jamais sa cible

Abeeway est un fournisseur de premier plan de solutions de géolocalisation multi-technologies à faible consommation pour l'Internet des objets (IoT). Anciennement filiale d'Actility et désormais membre du groupe Netmore, l'entreprise est reconnue comme leader du marché du suivi intérieur et extérieur sur batterie. Ses dispositifs combinent les technologies cellulaires, GPS, Wi-Fi, Bluetooth et LoRaWAN® pour assurer une visibilité précise et continue des actifs dans divers environnements. Conçues pour une consommation d'énergie ultra-faible, ses solutions garantissent une autonomie prolongée tout en maintenant des performances fiables. Abeeway dessert un large éventail de secteurs, notamment la logistique, le transport, la construction et l'industrie, en fournissant des solutions pour la gestion des actifs, la visibilité de la chaîne d'approvisionnement et la sécurité des travailleurs.

LE DÉFI

L'objectif d'Abeeway est de développer un nouveau traceur compact, robuste et léger, destiné aux applications intensives. Ce dispositif multimode, doté de capteurs intégrés, combine les technologies de géolocalisation cellulaire, GPS, GPS basse consommation, Wi-Fi, BLE et LoRa, et assure un positionnement de haute précision. Il doit être certifié ATEX.

Le principal défi pour commercialiser ce type de traceur réside dans la difficulté fondamentale de concilier une taille compacte, la nécessité d'une grande robustesse et l'intégration multi-technologique des technologies GPS, LoRa, Wi-Fi, BLE et LTE-M/NB-IoT au sein d'un même appareil, tout en maintenant des performances élevées.

Le boîtier robuste et protecteur, bien qu'essentiel en environnements difficiles, affaiblit également les signaux radio, constituant un obstacle majeur à la fiabilité des communications. Il devient ainsi extrêmement difficile d'intégrer et de régler efficacement plusieurs antennes dans un espace aussi restreint.

L'intégration de tous les composants dans le circuit imprimé, ainsi que les exigences de haute précision, engendrent une demande importante en énergie, ce qui constitue un obstacle technique majeur pour obtenir la longue durée de vie de la batterie souhaitée, même avec une batterie de grande capacité.

Enfin, la petite taille du circuit imprimé rend très compliquée la couverture simultanée de toutes les bandes de fréquences mondiales, ce qui nécessite un compromis de conception reposant sur un mécanisme de commutation entre les technologies (modules LoRa et cellulaires).


LA SOLUTION

Pour que cet appareil fonctionne, plusieurs composants RF actifs et passifs sont nécessaires : antennes, modules, batteries, supercondensateurs, commutateurs, etc.

C’est là que l’expertise de KYOCERA AVX et de Sequans s’est avérée indispensable. Le soutien de pointe de KYOCERA AVX en matière d’ingénierie et de tests a permis à Abeeway de mener à bien le développement de ce produit en collaboration, garantissant ainsi sa réussite. La spécialisation de Sequans dans les technologies cellulaires sans fil 4G/5G pour l’Internet des objets (IoT) et son portefeuille complet, incluant les plateformes LTE-M/NB-IoT, 4G LTE Cat 1bis et 5G NR RedCap/eRedCap, ont permis de concevoir une solution sur mesure pour le traceur multimode innovant d’Abeeway.

1. Solution d'antenne proposée

Cet appareil prend en charge simultanément les technologies LTE-M/NB-IoT, LoRa, GPS et Bluetooth/Wi-Fi, qui nécessitent au moins quatre antennes. Au lieu d'intégrer deux antennes distinctes dans ce petit appareil, l'équipe d'ingénierie AVX de KYOCERA a développé une solution combinant LTE et LoRa. Cette solution permet non seulement de réduire l'encombrement sur le circuit imprimé, mais aussi les risques de couplage entre les antennes et le coût de l'appareil, puisqu'une seule antenne suffit pour les deux fonctionnalités. L'antenne intégrée 1004795 offre des performances élevées dans un format compact avec un plan de masse réduit, ce qui la rend idéale pour ce type d'appareil.

La seconde antenne intégrée à cet appareil est la 1001312, compatible Wi-Fi/Bluetooth 2.4 GHz. Ses dimensions réduites (2.0 x 1.2 x 0.55 mm) constituent son principal atout pour son intégration dans toute conception. Avec un rendement moyen de 68 % pour un encombrement aussi réduit, cette antenne s'intègre parfaitement à ce traceur.

Dans le domaine des antennes notamment, chaque modification apportée au circuit imprimé peut affecter les performances de l'antenne ou du dispositif. C'est pourquoi le soutien de KYOCERA AVX était essentiel. « À chaque modification du circuit imprimé, aussi fréquente soit-elle », explique Stéphane Boudaud, directeur R&D chez Abeeway, « nous pouvions simplement leur confier le dispositif pour un réglage, une adaptation ou une optimisation, et nous bénéficiions toujours d'un support optimal dans les meilleurs délais. Cela a permis de bâtir une relation et une solution solides avec KYOCERA AVX. »

2. Intégration des modules

Les solutions cellulaires représentent le composant RF le plus complexe du système en raison de leur architecture sophistiquée, de la gestion multibande, de la prise en charge de la mobilité, des exigences de sécurité élevées et de la nécessité de se conformer aux spécifications et critères de certification de nombreux opérateurs et organismes de réglementation, tout en offrant une faible consommation d'énergie. Le choix de Sequans pour la partie cellulaire de ce tracker a permis une implication directe du fabricant de la puce, et ainsi la fourniture de sa solution de pointe dans un module pré-intégré : le Monarch GM02S. Ce module LTE-M/NB-IoT bimode de dernière génération est optimisé pour une consommation ultra-faible (1 µA en veille profonde) et proposé dans un format LGA compact (16.3 mm x 17 mm). De plus, le module Sequans Monarch GM02S est compatible avec un grand nombre d'antennes conformes à la norme KYOCERA AVX.

De plus, Sequans a apporté son expertise à Abeeway lors de la phase de conception matérielle du tracker, afin de garantir des performances RF optimales en mode conduit, en minimisant les pertes de propagation entre la sortie RF du module et l'antenne.

3. Supercondensateurs

Pour garantir des performances fiables dans des conditions de suivi exigeantes et réalistes, le traceur compact Abeeway intègre des supercondensateurs KYOCERA AVX SCMQ14D474MRBB0 comme élément clé de son architecture d'alimentation. Ces supercondensateurs sont spécialement conçus pour gérer les pics de consommation d'énergie brefs et importants qui surviennent lors de la transmission de données sans fil, comme l'acquisition de position GNSS et les liaisons montantes réseau. En absorbant et en fournissant la puissance nécessaire au moment précis où elle est requise, les supercondensateurs réduisent la charge instantanée sur la batterie principale, évitant ainsi les chutes de tension et minimisant les contraintes sur cette dernière.

Cette approche intelligente de gestion de l'énergie permet au traceur compact Abeeway de fonctionner plus efficacement dans de nombreux cas d'utilisation, notamment le suivi d'actifs, la logistique et la surveillance à distance, où la constance des performances et la longévité sont essentielles. En déchargeant la batterie des pics de consommation, les supercondensateurs contribuent à préserver sa durée de vie, ce qui se traduit par une durée de vie opérationnelle prolongée, une réduction des interventions de maintenance et un coût total de possession inférieur. L'intégration de la technologie de supercondensateurs KYOCERA AVX joue un rôle crucial pour garantir la fiabilité et la robustesse nécessaires aux déploiements IoT à grande échelle.

Résultats
Lors du déploiement, le dispositif de suivi Combo LoRa/LTE a sélectionné dynamiquement le réseau le plus approprié en fonction de la consommation d'énergie, de la disponibilité du réseau et de la criticité du message.

Dans les zones couvertes par LoRa, le dispositif de suivi utilisait principalement les transmissions LoRa, permettant ainsi l'envoi fréquent de messages événementiels avec un impact minimal sur l'autonomie de la batterie. La communication cellulaire LTE était automatiquement utilisée comme solution de repli lorsque LoRa était indisponible ou lorsque des volumes de données plus importants étaient nécessaires, par exemple pour les rapports périodiques ou les événements critiques.

Cette stratégie de communication hybride a permis d'améliorer l'autonomie de la batterie tout en maintenant une transmission de données fiable dans des conditions de réseau hétérogènes, démontrant ainsi la robustesse et l'efficacité du dispositif de suivi en conditions réelles d'utilisation.

Alimenté par trois piles AA remplaçables de 2.7 Ah, sa longue durée de vie lui permet de fonctionner jusqu'à 7 ans en utilisant une analyse Wi-Fi par heure.

Cette étude de cas illustre la mise en œuvre réussie d'un système de suivi hybride LoRa/LTE grâce à une étroite collaboration entre Abeeway, KYOCERA AVX et Sequans.

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