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LTE-M / NB-IoT Multimodus-Modul nRF91 von Nordic bei Rutronik

Erstellt von Sarah Brucker |

Die nRF91-Reihe von Nordic Semiconductor ermöglicht es, IoT-Anwendungen einfach und sicher über die speziell für das IoT konzipierten Mobilfunkstandards LTE-M und NB-IoT zu verbinden. Mit geringen Abmessungen, hohen Sicherheitsstandards und einem äußerst geringen Energieverbrauch ist das Multimodus-Modul die optimale Lösung für IoT-Geräte, die eine batteriebetriebene Mobilfunkverbindung benötigen.

 

Das hochintegrierte LTE-M / NB-IoT System-in-Package (SiP) kommt mit einem ARM® Cortex-M33 Host-Prozessor, ARM CryptoCell-310 Sicherheits-IP und Assisted GPS. Zudem sind Modem, Transceiver, RF-Frontend, Applikationsprozessor, Flash-Speicher, Energieversorgung sowie Quarze und passive Elemente in einem Package integriert. Damit kombiniert die nRF91-Serie alle Vorzüge traditioneller Mobilfunk-Module inklusive Zertifizierungen mit leichter Bedienbarkeit, einer beispiellosen Integrationsdichte und einem sehr kleinen Formfaktor. Mit Abmessungen von lediglich 10x16x1,2mm hat es  ein etwa fünffach kleineres Volumen als vergleichbare Modelle mit separatem GNSS-Modul auf dem Markt. Durch die Kombination aus LTE-M und NB-IoT-Modem genügt eine einzige nRF91-Variante für den weltweiten Betrieb. Durch den SAW-losen Transceiver und dem eigens entwickelten RF-Frontend von Qorvo ist die nRF91-Serie für den Masseneinsatz bestens geeignet.

Maßgeschneidert für IoT-Anwendungen
Im Gegensatz zu bisherigen Mobilfunklösungen sind die Standards NB-IoT und LTE-M mit relativ geringen Datenübertragungsraten speziell für IoT-Anwendungen konzipiert. Sie sind daher nicht nur günstiger , sondern  haben insbesondere einen wesentlich geringeren Stromverbrauch. Geräte können somit über Monate hinweg mit einer einzigen Akkuladung genutzt werden. Um stets eine optimale Verbindung zu gewährleisten, sucht das Modul selbstständig nach verfügbaren LTE-M- und NB-IoT-Netzen und schaltet zwischen diesen um. Über Ländergrenzen hinweg stellt Roaming eine durchgängige Verbindung sicher. Die nRF91-Serie ist dementsprechend ideal für Anwendungsbereiche geeignet,  bei denen kleinere Datenmengen ohne Wi-Fi oder Smartphone übertragen werden müssen, wie beispielsweise bei Ortung und Navigation, Landwirtschaft, Infrastrukturüberwachung und Smart Metering.

Für den Schutz der Applikation sorgen der integrierte ARM Cortex-M33 Prozessor und das ARM CryptoCell-310 Sicherheits-IP. Der eingebaute Host-Prozessor mit TrustZone für Armv8-M nutzt in der CPU und im System eine isolierte vertrauenswürdige Ausführungsumgebung und trägt so zur Sicherheit von Applikationsdaten, Firmware und Peripherals bei. TLS- und SSL-Protokolle gewährleisten eine sichere Datenübertragung, die beispielsweise für den Einsatz des populären MQTT Protokolls in der IoT-Welt unerlässlich ist. Im Vergleich zu Lösungen mit externem Host-Prozessor ist dies eine platzsparende Lösung mit reduzierter BOM-Liste und optimiertem Energieverbrauch.

Die wiederbeschreibbare Flash-Speichertechnologie erlaubt zusammen mit der Möglichkeit für Over-the-Air-Updates auch spätere Nachbesserungen an der Firmware, den Stacks und der Anwendung. Ein weiteres  Plus ist das integrierte Assisted GPS (A-GPS), welches Dank der NB-IoT/Cat-M Nutzung eine schnellere Positionsbestimmung beim Kaltstart ermöglicht und somit weitere Energie in der Kundenapplikation einsparen kann. Zudem lassen sich über 32 GPIOs Sensoren, LEDs, Tasten oder Schaltrelais anschließen.

Zur Entwicklungsunterstützung bietet Nordic ein Software Development Kit mit allen gängigen Stacks, darunter MQTT, CoAP, http, LWM2M, IPv4, IPv6, DTLS, TLS und TCP.

Weitere Informationen zum nRF91:
http://rutronik-tec.com/nrf91/
Ansprechpartner & Kontakt Rutronik:
Sarah Brucker, Product Sales Manager Wireless
Tel: +49 7231 801-0
eMail: Sarah.Brucker(at)rutronik.com