Rastreador portátil multimodal para cargas e bagagens

GPS, GPRS, Wi-Fi e Cell ID em um equipamento desenvolvido para operar inclusive no modal aéreo.

O projeto

Em 2004, a ECK iniciou o desenvolvimento de um rastreador portátil concebido originalmente para localização de bagagens, cargas e outros ativos durante o transporte.

O projeto surgiu a partir da ideia de um engenheiro aeronáutico formado pelo ITA, que buscava uma solução de rastreamento capaz de acompanhar uma carga não apenas em terra, mas também durante operações envolvendo transporte aéreo.

Isso criou um requisito incomum para a época: o equipamento precisava ser pequeno, ter baixo consumo de energia, utilizar diferentes tecnologias de localização e, ao mesmo tempo, atender às restrições existentes para equipamentos eletrônicos embarcados em aeronaves.

O resultado foi uma plataforma que evoluiu ao longo dos anos e passou a ser utilizada em diferentes aplicações de rastreamento e monitoramento.

Um rastreador aproximadamente do tamanho de um cartão de crédito

Um dos principais requisitos era dimensional.

O equipamento deveria ter aproximadamente as dimensões de um cartão de crédito e espessura próxima de 12 mm.

Dentro desse pequeno volume precisávamos acomodar processador, modem celular, receptor GPS, Wi-Fi, acelerômetro, gerenciamento de energia, bateria e diferentes sistemas de antena.

A integração de tantos sistemas de radiofrequência em uma área reduzida tornou-se um dos principais desafios de engenharia do projeto.

As antenas precisavam funcionar simultaneamente sem que uma prejudicasse significativamente o desempenho das demais.

Além disso, por estar dentro de uma mala ou carga, não era possível prever a orientação física do rastreador durante sua utilização.

GPS, Wi-Fi e Cell ID trabalhando em conjunto

O sistema foi desenvolvido para utilizar diferentes tecnologias de localização de acordo com as condições disponíveis.

Ao ar livre, o GPS fornecia a principal referência de posicionamento.

Em ambientes onde a recepção dos satélites era prejudicada, o equipamento podia utilizar informações da rede celular através de Cell ID e também os pontos de acesso Wi-Fi existentes nas proximidades.

Essa combinação permitia ampliar significativamente as possibilidades de localização.

Um aeroporto é um bom exemplo desse problema: existem áreas externas com excelente recepção GPS, mas também terminais, depósitos e áreas de carga completamente cobertas.

O uso combinado dessas tecnologias permitiu ao rastreador continuar fornecendo informações de localização mesmo nessas situações.

O desafio das antenas

A parte de RF exigiu atenção especial.

Como o rastreador poderia estar em qualquer posição dentro de uma bagagem ou carga, procuramos uma solução que apresentasse boa recepção em diferentes orientações.

No sistema GPS foi utilizada uma antena helicoidal, permitindo um comportamento mais adequado para esse tipo de aplicação.

O desempenho da antena era suficientemente crítico para que até as características do material utilizado no gabinete precisassem ser controladas.

Uma alteração nas propriedades do material próximo à antena poderia modificar sua sintonia, deslocando sua frequência de operação e reduzindo o desempenho do sistema.

Algumas das soluções de antena utilizadas no produto chegaram a ser desenvolvidas especificamente para a aplicação junto a fornecedores internacionais.

Operação em modal aéreo

Outro requisito fundamental era permitir a utilização do rastreador no transporte aéreo.

O equipamento utilizava um acelerômetro de alta sensibilidade para analisar seu estado de movimento.

O firmware avaliava continuamente essas informações e identificava condições de movimento contínuo compatíveis com o transporte aéreo.

Nessas condições, o sistema podia bloquear as transmissões de radiofrequência.

Quando as condições permitiam novamente a operação, o equipamento retomava suas funções de comunicação e localização.

Essa lógica fazia parte de uma arquitetura projetada especificamente considerando a utilização do produto no modal aéreo.

O rastreador passou por ensaios para essa aplicação e obteve aprovação para operação nesse ambiente.

Baixo consumo de energia

Autonomia também era um requisito importante.

Nas evoluções do produto foi utilizado o microcontrolador STM32L151, da família de baixo consumo da STMicroelectronics.

Além do consumo reduzido do processador, o hardware possuía gerenciamento de energia capaz de controlar individualmente os diferentes subsistemas do equipamento.

GPS, modem celular e outros circuitos podiam permanecer desligados quando não eram necessários.

As baterias também foram selecionadas considerando não apenas sua densidade de energia, mas a necessidade de funcionamento em uma faixa ampla de temperaturas encontrada nas diferentes condições de transporte.

Firmware e atualização remota

Desde o início, o firmware teve papel importante no projeto.

Grande parte das características do produto dependia da capacidade de gerenciar dinamicamente localização, comunicação, consumo de energia e sensores.

Também foi desenvolvido um sistema de atualização remota de firmware.

Isso permitiu que equipamentos já instalados recebessem novas versões e melhorias sem necessidade de retorno físico para atualização.

Essa característica acabou sendo especialmente importante porque o produto continuou evoluindo durante muitos anos.

Uma plataforma que passou a atender outras aplicações

Embora o projeto tenha sido concebido inicialmente para rastreamento de bagagens e cargas, sua arquitetura mostrou-se suficientemente flexível para atender outras aplicações.

Foram desenvolvidas versões destinadas a diferentes tipos de monitoramento e transporte.

Entre as aplicações estavam cargas sensíveis que exigiam acompanhamento de temperatura e condições ambientais, incluindo transporte de materiais médicos, sangue e órgãos.

A combinação entre sensores, comunicação celular, localização e atualização remota permitiu transformar o equipamento em uma plataforma para diferentes soluções de rastreamento.

Desenvolvimento e evolução

O primeiro protótipo exigiu aproximadamente seis meses de desenvolvimento.

Depois disso, houve cerca de um ano de trabalho de refinamento, ensaios e evolução do produto.

A partir da plataforma inicial foram desenvolvidas diversas versões, incorporando novas tecnologias e adaptações para diferentes aplicações.

O projeto também passou por processos de homologação e ensaios específicos, incluindo homologação ANATEL e avaliações relacionadas à utilização no modal aéreo.

Um projeto criado em 2004 e ainda utilizado em 2026

Talvez o resultado mais interessante desse projeto seja sua longevidade.

A arquitetura começou a ser desenvolvida em 2004.

Ao longo dos anos, componentes, firmware, comunicação e aplicações foram sendo atualizados, mas a plataforma continuou servindo de base para diferentes produtos do cliente.

Em 2026, 22 anos depois do início do desenvolvimento, versões derivadas desse projeto continuam sendo utilizadas.

Para a ECK, esse projeto é um bom exemplo de como decisões tomadas na arquitetura de hardware e firmware podem influenciar não apenas o funcionamento de um produto, mas também sua capacidade de evoluir durante muitos anos.

Tecnologias e competências envolvidas: GPS • GPRS/GSM • Wi-Fi • Cell ID • STM32 • acelerômetro • RF • projeto de antenas • baixo consumo • gerenciamento de bateria • atualização remota de firmware • ANATEL • modal aéreo