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Bluetooth MeshとLoRaWANを使用したリアルタイムパレット追跡の可視化

パレット追跡可視化のエグゼクティブサマリー

ティア1のサードパーティロジスティクス(3PL)プロバイダーは、年間パレット損失の償却額を 86 % フォークリフトの走行距離を短縮 27 % すべてのパレットに装備した後 Lansitec Bluetoothビーコン 自己修復メッシュとして協力する。外部の「リーダー」ビーコンは内部ビーコンのIDを転送する。 ソケットシンク ゲートウェイ そして マクロ Bluetooth ゲートウェイ圧縮ペイロードをLoRaWAN経由でバックホールする。バッテリー駆動のシステムには イーサネット配線や主電源の再配線は不要7週間で返済が完了します。

パレット追跡における顧客プロファイルと課題

お客様は40,000平方メートルの常温倉庫を運営しており、1日あたり約8,000枚のパレットを回転させています。4段積みや金属化フィルムによるシュリンクラップにより、BLE信号が直接遮断されることが頻繁に発生し、シングルタグソリューションでは死角が生じていました。パレットの紛失による損失と人件費は、年間2万8千ユーロを超えていました。

パレット追跡可視化のためのLansitecソリューション

推奨デバイス パレット追跡とBluetoothメッシュに適している理由
ビーコン/メッシュノード(パレットごと) B005 Bluetoothビーコン – IP68、2 × CR2477(0.5秒前進で約5年)、-20 … +4 dBm、オプションのAoAおよび温度センサー。  • フォークリフトやシュリンクラップにも耐える頑丈さ、IP68ハウジングによりシュリンクラップ内でもメンテナンスフリーを実現• 大容量バッテリーは頻繁なメッシュ再送信をサポート、デュアルCR2477(2000 mAh)で5年間使用可能• 倉庫でゲートウェイ側AoAを追加してゾーンレベルの精度を実現できるよう、AoAアップグレードに対応
エッジ/出口ビーコン(各パレットスタックの外側) 同じB005、次のように構成されています 「メッシュ境界」ノード – 定期的に内部ビーコンからの ID を集約し、中継します。 • 追加のSKUは不要:異なるファームウェアプロファイルのみ(リレー+LoRaWANアップリンクスケジューラ)• 150mの見通し範囲と、RF衛生のための調整可能な-20~+4dBmの送信
LoRaWAN + BLEメッシュバックホール SocketSync Bluetoothゲートウェイ (プラグイン) ラックが密集した通路用。 マクロ Bluetooth ゲートウェイ 開放的で高天井のエリアに最適です。どちらもLoRaWAN経由でBLEデータを転送し、電源とバッテリーのみで動作します。  • 「1ゲートウェイ → 1.5 km LoRa」によりイーサネット配線が不要に• クロック同期機能により、ゲートウェイはメッシュ全体にカスケードする統一されたエポックを送信できるため、すべてのビーコンが同じ30msウィンドウ内で送信され、RF衝突が低減• AC 85~305 V + 300 mAhバックアップバッテリー(ソケット同期)• 38 000 mAh Li-SoCl₂、IP66、-45~+85 °C、ゲートウェイあたり500個超のビーコン(マクロ)• LoRaWAN OTAA、1つのSF9パケットに最大15個のビーコンID
クラウド / WMS 任意の LNS + アプリケーション サーバー (例: ChirpStack + ERP/WMS) • パレットID、最後に確認されたゲートウェイ、RSSI、オプションの温度を受信し、「パレット不足」または「ゾーン間違い」のアラートを発します。

Bluetoothメッシュの利点
内部ビーコンは、密集した製品の間を0.5m未満で通過するため、通路に直接設置された受信機で発生する25~30dBの減衰を回避できます。露出したリーダーノードが損傷した場合、次の無傷のノードが自動的に昇格するため、パレットが「暗くなる」ことはありません。

パレットレベルの無線アーキテクチャ

┌───────────────── パレット高さ 2m ──────────────────┐

| B005(メッシュボーダー)上隅の「リーダー」|

| ↑ メッシュ ADV パケットのリレー |

| ┌──── パレット内部 – 積み重ねられたカートン ────┐ |

| | • 3~5 個の B005「メンバー」ビーコン(レイヤーごとに 1 個) | |

| └──────────────────────────────────────────┘ |

└──────────────────────────────────────────────────┘

  • カートンが 2 ~ 3 メートルの立方体の密集した形状を形成すると、BLE → ゲートウェイの直接リンクは -90 dBm まで減衰するか、または切断されます。
  • Bluetoothメッシュ、すべてのB005は、 リレー; 外側の「リーダー」は友人/リレーの役割を維持します。
  • メッシュ PDU は、2 バイトの会社 ID + 4 バイトのパレット UID を伝送します。
  • ゲートウェイの定期的な 時間更新 メッセージはすべての内部クロック(±100 µs)を同期するため、中継されたバーストは 1 つのタイトなパケット グループとして表示され、LoRa のエアタイムが最小限に抑えられます。

パレット追跡の導入および試運転ワークフロー

ステップ アクション ツーリング
1 B005をパレットベースランナーとカートン2層目ごとに(工業用ベルクロまたはケーブルタイのスロットに)取り付けます。QR/NFCをスキャンして、UIDをWMSのパレット#にバインドします。 スマートフォンアプリ
2 マーシャリングレーンでは、「リーダー」ビーコンがラップの外側にスナップされます。アプリは リーダー プロファイル (リレー = オン、フレンド = オン、TxPower = 0 dBm)。 BLE経由のOTA
3 SocketSync ゲートウェイを通路端のソケットに差し込むと、OTAA を使用して LoRaWAN に自動的に参加し、GPS/通路ラベルを公開します。 ウェブUI
4 倉庫マップにはパレット アイコンが自動的に入力されます。X 分以上レポートされていないパレットは赤で強調表示されます。 WMSダッシュボード

実装ロードマップ

  1. タグ付け - 三つ B005 Bluetoothビーコン パレットごとにベルクロ留め(内側に2層、外側に1層)。QRスキャンにより、ビーコンUIDとWMSのパレットIDが紐づけられます。
  2. ゲートウェイドロップイン – SocketSyncユニットは通路のコンセントに差し込み、Macroユニットは電源のない高天井エリアをカバーします。すべてのゲートウェイはLoRaWAN経由でクロックを同期し、メッシュタイムアップデートをブロードキャストすることで、すべてのビーコンを±100マイクロ秒以内に同期させます。
  3. データフロー – 内部ノードは 15 秒ごとにアドバタイズし、リーダーは集約、圧縮、リレーを行います。 ゲートウェイ リストに加えて、RSSI とオプションの温度を転送します。
  4. ダッシュボード – WMS は 5 分以上音が聞こえないパレットにフラグを立てます。ピッキング担当者は最後に確認されたゲートウェイと信号強度によってパレットの位置を特定します。

総展開数: 3 日間で 1,800 パレット、完全カバーのゲートウェイ 22 個。

測定結果(最初の12か月)

KPI 前に Δ
平均検索時間 / 置き忘れたパレット 14分 2分30秒 –82 %
年間パレット減価償却額 €28 000 €4 000 –86 %
フォークリフト旅行 52 km/日 38 km/日 –27 %
ビーコンの電池交換 該当なし 0 (予定4.8年)

なぜこのアーキテクチャなのでしょうか?

スケッチにはいくつかの 荷物の内側に埋め込まれた「メンバー」B005 ビーコンと、パレットの外面に固定された 1 つの「リーダー」ビーコン。 一見冗長に聞こえるかもしれないが、これは3つの実際的な問題を解決してくれる。 シングル 外部タグと通路に取り付けられたリレーのいくつかは、これを実行できません。

無線物理学:積み重ねられた商品は大量のBLEエネルギーを吸収する

密度の高い貨物(紙、液体、金属化フィルム)は、2.4GHzの信号を25~30dB減衰させる可能性があります。*パレットが4段式またはアルミ箔で包まれている場合、反対側のタグは通路や天井の出入り口から影になる可能性があります。 各内部層には低電力の「ホップ」が配置されているパケットは負荷を0.3~0.5m通過するだけで、再びクリアエアに到達します。外側の「リーダー」がバンドルを転送します。B005の受信感度は-96dBmなので、2~3ホップの短いホップでもノイズフロアを十分に上回ります。

信頼性と安全マージン

フォークリフトのフォーク、ストレッチラップカッター、またはラックへの衝撃により、露出したビーコンが切断される可能性があります。 シングル タグが紛失するとパレットが見えなくなります。ビーコンを1つ外側に置いておくと(最適なRFのため) 内部に2つ以上(冗長性のため) つまり、リーダーが損傷した場合でも ID は引き続き報告され、次の無傷のビーコンは自動的にメッシュ内のリーダーに昇格します。

クリーンバッテリーの経済性

B005 Bluetoothビーコン CR2477電池2個で、0dBm/0.5秒のアドバタイズメントで約5年間動作します。現在のコイン型電池の価格を考えると、1~1.5ユーロのリチウム電池を追加購入するだけで、平均的な倉庫で紛失パレット1個あたり数十ユーロかかる捜索時間と廃棄コストを何年も免れることができます。

通路に設置された「リレーポール」だけでは不十分な理由

トピック パレットあたり1つのタグ+通路リレーのみ 1つのリーダー + 内部メッシュノード(推奨)
ディープスタック内のカバレッジ 横向きのRFパスに依存しているため、簡単にブロックされる 保証:ショートホップはすべてのレイヤーを回避します
資産のアイデンティティ 外側のタグが剥がれるとパレットIDが失われます 生き残ったビーコンはIDをアドバタイズできる
粒度 ロウリレーは見る "何か" 存在する; 分からない どれの 8つのパレットのうち1つが欠落している 各パレットは独自のUIDを保持しているため、WMSは正確なUIDを特定します。
センサーデータ(温度/衝撃) 製品コアではなく通路の空気を測定 内部ビーコンは、商品の状態を測定します
インストールコスト パレットタグは少ないが、電源リレーハードウェアと配線は増える パレットあたり2~3個のビーコン。追加の主電源配線は不要

メッシュ帯域幅はボトルネックではない

SocketSyncゲートウェイは最大 SF9 の単一の LoRaWAN パケットに 15 個のビーコン ID が含まれるゲートウェイからの時間同期により、すべての内部ビーコンが同じ 30 ミリ秒のウィンドウ内で送信できるため、「埋もれた」ノードからの追加トラフィックによる LoRa の通信時間は実質的にゼロになります。

結論

300 ユーロ以上のパレットに 3 つのビーコン (約 10 ユーロのハードウェア) を取り付けると、検索時間が 80 % 以上短縮され、年間損失が 85 % 以上削減されます。 輸送中の体幹部温度や衝撃を記録する機能を追加すると、最初のバッテリー交換よりもずっと前に ROI が達成されます。

そう、あなたは できた 単一の外部ビーコンと列リレーを試してください。ただし、実際には、混合メディアの RF シャドウイングと現実世界の乱用により、追加の内部ノードが、常に見えるパレットに対する最もシンプルで安価な保険になります。

顧客にとってのビジネスインパクトと重要なポイント

ROI × 6.2 初年度はわずか 7 週間で損益分岐点に達し、現在、顧客はメッシュ アーキテクチャを出荷ステージングに拡張し、トレーラーの積荷のリアルタイム検証とデジタル保管証明を実現する計画を立てています。

  1. メッシュは減衰に勝つ – 水分を多く含む物品(飲料、紙など)を積み重ねると、BLEが25~30dB減衰する可能性があります。パイル内リレーは、送信電力を上げることなく、クリアなRFパスを回復します。
  2. クロック同期 = 予測可能なチャネル使用 – 同期されたビーコンは同じタイムスロットでバーストするため、 LoRaWANパケット 最大15個のパレットID(SF9デューティサイクル制限内)を搭載可能。内蔵のマルチゲートウェイ同期機能によりパケット衝突を防ぎ、ITチームは再調整なしでゲートウェイを追加できます。
  3. バッテリーの経済性 – B005 に 2 つの CR2477 を 5 年間で償却すると (< €3)、パレット日あたり < €0.0002 が追加されます。
  4. スケーラブル – 1 つのマクロ ゲートウェイは 500 個を超えるビーコンをサポートするため、10k パレットの倉庫では LoRa 屋内セルに分散された約 20 個のゲートウェイのみが必要です。
  5. 頑丈で産業用 – IP68 ビーコンは洗浄に耐え、IP66 マクロ ゲートウェイは –45 °C ~ +85 °C で動作します。
  6. 将来を見据えた – B005 のオプションの AoA および温度センサーにより、ビジネスの準備ができたときに 1 メートル未満の位置情報やコールド チェーンの監視が可能になります。

「Lansitecメッシュを設置してから、パレットの紛失は1つもありません。フォークリフトの運転手はパレットを探す時間が減り、在庫の移動に多くの時間を費やせるようになりました。」 — 3PL 倉庫の物流マネージャー。

 

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