Al momento, il mondo è stato reso più brillante dai rapidi progressi tecnologici. Nuovi dispositivi e idee sono aumentati continuamente, migliorando così le tecnologie prevalenti e generando nuove sezioni di mercato. Allo stesso modo, I progressi tecnologici Bluetooth hanno contribuito alla nascita di Bluetooth Low Energy (DIVENNE), noto anche come Bluetooth Smart. Il Bluetooth Low Energy è a corto raggio, basso consumo con un protocollo di comunicazione wireless a velocità di trasmissione dati inferiore sviluppato dal Bluetooth Gruppo di interesse speciale (SIG). Il suo stack di protocolli incrostato è progettato in modo tale da trasferire in modo competente quantità di dati insignificanti con un minor consumo di energia. A causa di ciò, Bluetooth Low Energy è il protocollo wireless preferito per le applicazioni a batteria. Questo articolo esplorerà le caratteristiche tecniche dei sensori Bluetooth, come connettere e utilizzare i sensori Bluetooth, come i sensori Beacon possono essere utilizzati per il business, e come leggere e controllare i dati dei sensori in Arduino tramite Bluetooth.
Come trasmettere i dati utilizzando i sensori Bluetooth Beacon?
Beacon Bluetooth i sensori sono piccoli trasmettitori che trasmettono segnali per chiudere dispositivi portatili utilizzando Tecnologia Bluetooth Low Energy. Hanno un raggio d'azione intorno 90 metri e può solo trasmettere dati ma non può riceverli. Una volta che il sensore rileva i dispositivi vicini, invia messaggi digitali ai dispositivi mirati. Attualmente, i beacon vengono utilizzati in modo proporzionale alle applicazioni mobili. Queste applicazioni mobili ottengono un identificatore unanimemente univoco per eseguire diverse funzioni, come l'attivazione di un'azione basata sulla posizione e il monitoraggio dei clienti.
Caratteristiche tecniche di un sensore Bluetooth
un) Interfaccia radio
Il Bluetooth IoT i sensori funzionano con la stessa gamma di spettro tra la banda ISM 2,400-2,4835 GHz della classica tecnologia Bluetooth. L'unica differenza è che Bluetooth Low Energy utilizza un diverso set di canali. Dispone di quaranta canali a 2 MHz, mentre il Bluetooth classico ha settantanove canali da 1 MHz. La modulazione di spostamento della frequenza gaussiana viene utilizzata per trasmettere i dati all'interno di un canale nella tecnologia BLE. Ha un bit rate di 1 Mbit / s ma con un'opzione in Bluetooth 5 di 2 Mbit / s. Anche, ha una potenza di trasmissione massima di 10 mW e 100 mW in Bluetooth 5.
b) Pubblicità e scoperta
I sensori Bluetooth Low Energy vengono individuati tramite una tecnica basata sulla trasmissione di pacchetti pubblicitari. Di solito è fatto usando 3 frequenze distinte per diminuire le interferenze. Il dispositivo pubblicitario invia pacchetti di almeno una delle tre frequenze con un periodo di ripetizione denominato intervallo pubblicitario. In ogni intervallo pubblicitario, c'è un'aggiunta di un ritardo casuale di 10 millisecondi che riduce la possibilità di numerose collisioni consecutive. Lo scanner si occupa delle frequenze per un periodo definito come finestra di scansione, che è occasionalmente ricorrente dopo ogni intervallo di scansione.
c) Impatto della batteria
I sensori Bluetooth Low Energy sono progettati appositamente per funzionare anche con un consumo energetico ridotto. Sono necessarie varie necessità di alimentazione per i dispositivi con ruoli centrali e periferici. Uno studio condotto da una società di software beacon Aislelabs ha rivelato che le periferiche del computer, per esempio, fari di prossimità, funzionano regolarmente fino a 2 anni utilizzando una batteria a bottone da 1.000 mAh. Il protocollo Bluetooth Low Energy lo rende possibile grazie alla sua efficienza energetica. BLE trasmette piccoli pacchetti; quindi è ideale per i dati ad alta larghezza di banda e audio rispetto a Bluetooth Classic.
d) 2M PHY
Bluetooth ha introdotto una nuova modalità di trasmissione della velocità dei simboli raddoppiata 5. Inizialmente, Vengono trasmessi solo i sensori Bluetooth Low Energy 1 bit per simbolo, ma con Bluetooth 5, possono dati con tassi doppi. tuttavia, la nuova modalità di trasmissione abbina la larghezza di banda a 2 MHz da circa 1 MHz, facendo più intrusioni nelle aree di bordo. La segmentazione della banda di frequenza ISM ha 40 canali con una distanza distanziata di 2 MHz, che è essenzialmente diverso dal Bluetooth 2 EDR.
e) Operazioni GATT
Il protocollo GATT è essenziale per l'utente in quanto offre diversi comandi relativi alle informazioni rilevate sul server. Questi comandi includono:
- Individuazione degli UUID per ogni servizio principale
- Trovare un dato UUID per ogni servizio
- Trovare servizi subordinati per un dato servizio principale
- Alla scoperta di ogni caratteristica per un servizio specifico
- Ricerca di funzionalità che corrispondono a un UUID specificato
- Leggere tutti i significanti per un distintivo preciso
Associazione di un sensore Bluetooth con uno smartphone
In questa sezione, descriveremo i passaggi seguiti durante l'associazione di sensori compatibili con Bluetooth utilizzando uno smartphone. Aventura riceve i dati di accoppiamento del sensore insieme alle impostazioni una volta completato il processo di accoppiamento.
un) Assicurarsi che (Collegare) è acceso, poi dal (MENÙ) rubinetto (Dispositivo)
Per cercare sensori accoppiabili, rubinetto (accoppiamento)
b) Avvia il sensore
Una volta rilevato il segnale del sensore intelligente Bluetooth, visualizza un messaggio sullo smartphone.
Per completare il processo di associazione del sensore già visualizzato, rubinetto (accoppiamento).
- stampa (Salta) se il nome del gadget è diverso da quello previsto, quindi tocca (accoppiamento) ancora. Ripetere di tanto in tanto finché non viene visualizzato il dispositivo previsto.
- Quando si utilizza il sensore Bluetooth per l'accoppiamento, il nome del sensore viene visualizzato con un “UN.”
- Al di sopra di 18 identificazioni distinte dei sensori, compreso il P.C, può essere accoppiato.
c) Stabilire la circonferenza del pneumatico per qualsiasi sensore con misurazioni della velocità
stampa (Dispositivo), e tocca anche il nome del sensore > [Circonferenza del pneumatico]. La circonferenza del pneumatico è la lunghezza approssimativa del cerchio esterno di ogni pneumatico. I sensori che non possono misurare la velocità non vengono mai visualizzati.
Una volta che si tocca, viene visualizzato l'elenco delle dimensioni dei pneumatici. La circonferenza del pneumatico viene selezionata in base alla dimensione del pneumatico mostrata sul lato del pneumatico.
- Valore originale: 2096 mm
- A qualsiasi sensore porta Bluetooth in grado di misurare la velocità, si consiglia di impostare la circonferenza del pneumatico.
- È possibile annullare l'associazione e modificare i nomi dei dispositivi da questa schermata.
Dopo aver seguito tutti questi passaggi, il processo di accoppiamento del sensore Bluetooth è ora completo.
- Ripeti la stessa procedura durante l'associazione con un altro sensore Bluetooth.
- Dopo aver completato il processo di accoppiamento, è essenziale montare il sensore di movimento Bluetooth vicino a te. Anche, seguire le linee guida scritte sul manuale di istruzioni del singolo sensore in modo appropriato per determinare il luogo adatto per montare il sensore.
Informazioni importanti
- Associa ogni sensore utilizzabile.
- Non associare mai i sensori intelligenti Bluetooth nella posizione esatta o in qualsiasi luogo con molti altri utenti. In questo modo i sensori possono accoppiarsi con altri dispositivi irrilevanti. Un sensore mesh Bluetooth può incarnare un unico sensore BLE fisico.
- Quando si lavora con sensori Bluetooth di terze parti, solo uno smartphone Android può trasferire dati ad Aventura, mentre un iPhone non può.
Funzionalità dei sensori Bluetooth
I sensori wireless Bluetooth sono insignificanti, dispositivi relativamente economici montati su o in un sistema esistente. Sono ideali per il posizionamento in aree remote o luoghi senza alimentazione poiché sono alimentati a batteria e wireless. Le batterie durano in base alla frequenza con cui i sensori forniscono i valori del report, con alcuni persino duraturi 5 anni.
Oltretutto, I sensori wireless Bluetooth trasmettono regolarmente pubblicità Bluetooth Low Energy applicata da apparecchiature commerciali, istruttori di fitness, e diplomazie sanitarie. Le informazioni di pubblicizzazione possono essere configurate come iBeacon con byte impacchettano i dati riconosciuti in un formato brevettato. Smartphone, gateway, o computer a scheda singola, per esempio, Raspberry Pi, può essere utilizzato per acquisire le informazioni una volta che i beacon sono stati scansionati. La scansione vede solo i dati trasmessi a tutti, ma non si collega al beacon.
Inoltre, il dispositivo di scansione denominato connessione Bluetooth GATT consente una connessione con alcuni sensori. Ciò consente al dispositivo di scansione di notificare ogni volta che c'è un cambiamento nei valori o visualizzare i valori attuali del sensore, consentendo una grande produzione di modifiche. tuttavia, la pubblicità può essere interrotta da una connessione; così facendo, altri dispositivi non possono connettersi poiché non possono visualizzare il sensore.
Le librerie Bluetooth già integrate consentono ai dispositivi di ricezione di scansionare i beacon e collegarsi tramite GATT. Poiché la comunicazione è Bluetooth Low Energy, sensori discreti, in particolare SDK, non sono necessari. Anche, non è necessario disporre di abbonamenti nelle fasi lato server.
Usi aziendali dei sensori beacon
dicembre 6, 2013, è stato quando la prima istanza del beacon è stata registrata per uso aziendale. Aggiornato, iBeacons sono stati attivati nel suo file 254 negozi al dettaglio negli Stati Uniti dalla società Apple. Dopo, McDonald's ha utilizzato i sensori nei suoi negozi per proporre offerte speciali ai suoi clienti.
I sensori beacon Bluetooth Low Energy hanno numerose applicazioni in vari settori. La tecnologia ha numerosi vantaggi, il principale è che può inviare pubblicità e dati informativi a potenziali clienti. In genere, i sensori beacon fungono da ponte tra i concetti, offrire informazioni commerciali ai clienti. È possibile montare più sensori luminosi all'interno di un'area, come negli aeroporti, I negozi, istituzioni, club, stanze pubbliche, trasmettendo in tal modo le informazioni appropriate ai dispositivi portatili di proprietà. Una volta che gli utenti ricevono i dati, possono utilizzarlo per scopi di navigazione, reagire ai dati, condividere le informazioni, o altre tenacia che dipendono dal messaggio ricevuto.
Gli esperti di marketing possono anche utilizzare sensori beacon Bluetooth quando si connettono con potenziali clienti. Le aziende che utilizzano sensori beacon hanno maggiori possibilità di ottenere rendimenti mirati nelle classifiche fisiche. Questi sensori beacon offrono diversi rimborsi a un'azienda. Loro includono;
- I beacon consentono di ottenere maggiori informazioni sui clienti. Per esempio, un rivenditore impara quanto tempo impiega un cliente per effettuare la prossima visita al negozio. Il venditore riconosce anche dove spende esattamente la maggior parte dei clienti in quel particolare negozio. I dati possono essere utili durante l'aggiornamento di reti e applicazioni pubblicitarie o durante il retargeting di un mercato specifico.
- I beacon aumentano la fedeltà dei clienti. I beacon forniscono informazioni sulla promozione tramite ordini click-and-collect e premiando la presenza fisica dei clienti nel negozio.
- Aumento delle vendite. L'utilizzo di sensori beacon Bluetooth in linea con la sua applicazione aumenta gli ordini di prodotti e servizi. Questo è visto principalmente negli stadi durante gli eventi sportivi. Tramite i beacon e l'applicazione dello stadio, i visitatori sono in grado di ricevere messaggi su offerte di cibo e bevande che supportano le vendite in base al tempo.
Le opzioni di cui sopra non limitano naturalmente nessuno all'uso dei sensori beacon Bluetooth Low Energy. Tutto soggetto a creatività e fantasia.
Arduino: Lettura e controllo dei dati del sensore tramite Bluetooth
Questa sezione mira a raccogliere i dati del sensore da un semplice sensore di temperatura, quindi trasmetterli a un computer tramite la comunicazione Bluetooth. Su un lato di un computer, è necessario scrivere un semplice schizzo Arduino del sensore Bluetooth. Successivamente verrà caricato sulla scheda Arduino, assistere al tempo sul monitor seriale e vedere i dati del sensore.
Affinché l'esperimento funzioni senza problemi, devono essere disponibili i seguenti elementi
- Microcontrollore Arduino uno
- HC-05 Modulo Bluetooth MOKOBlue
- Termometro
- cavo USB
- Cavi per ponticelli
- Breadboard
Passo 1: Configurare i collegamenti del circuito
Per iniziare il processo, organizzare le connessioni del circuito della scheda Arduino come nello schema sopra. Le connessioni Bluetooth tra il modulo Bluetooth e il computer vengono stabilite dopo aver effettuato queste connessioni.
Un circuito divisore di tensione viene utilizzato per collegare l'HC-05 Moduli Bluetooth alle linee di tensione. L'HC-05 potrebbe danneggiarsi se non è abbastanza forte da sostenere una linea a 5V. Si consiglia di collegarlo a una linea 3.3V, che ti tiene al sicuro. Il modulo Bluetooth TX è collegato all'RX di Arduino, mentre il modulo pin Bluetooth R.X è collegato al pin TX di Arduino.
Passo 2: Stabilisci connessioni Bluetooth
Dopo aver impostato con successo le connessioni del circuito, dovresti essere in grado di vedere un lampeggiamento sul modulo Bluetooth che indica che è operativo ed è pronto per l'accoppiamento con il P.C.
Nel caso in cui il computer che stai utilizzando non abbia il Bluetooth integrato, impostare la connessione con un dongle Bluetooth. Se nel computer è presente un Bluetooth integrato, vai alla sezione Pannello di controllo e seleziona -> Hardware e suoni -> aggiungere un dispositivo nella sezione dell'icona Bluetooth sulla barra delle applicazioni. Il computer dovrebbe rilevare l'HC-05 Modulo Bluetooth e accoppiare il computer con l'HC-05 modulo. Utilizza "1234’ o ‘0000’ come codice di accoppiamento.
Passo 3: Scarica il codice Arduino
Apri l'IDE di Arduino dopo aver accoppiato con successo il modulo Bluetooth. Scarica e comprendi i codici ma non includere librerie speciali.
Passo 4: Carica il tuo codice Arduino
Primo, assicurati di aver ben compreso e verificato i tuoi schizzi prima di caricarli. Apporta le modifiche necessarie se ce n'è bisogno. Dopo aver accertato la grafica, selezionare la scheda corretta e scegliere la porta giusta per connettersi con la scheda Arduino. Quindi vai su Strumenti -> Porta e strumenti -> Consiglio di conseguenza. Per eseguire correttamente la procedura, fare clic su Arduino Uno su COM3.
Dopo aver stabilito il porto e l'imbarco corretti, scollegare i pin R.X e il TX dalla scheda Arduino, quindi carica il tuo codice Arduino. È probabile che venga visualizzato un errore che indica che la porta COM è occupata quando non hai scollegato TX e R.X. perni. Carica il codice dopo esserti disconnesso, e collegare i pin TX e R.X. alle loro solite posizioni.
Passo 5: Ottenere i dati finali
Collega la fonte di alimentazione alla scheda Arduino e scollega il cavo USB che collega il computer della scheda Arduino. Con questa configurazione, la scheda Arduino raccoglie in remoto i dati del sensore tramite comunicazione Bluetooth che viene trasferita al computer con un cavo USB.
Il prossimo, stabilire quale porta COM collega il modulo Bluetooth per vedere i dati del sensore del monitor seriale. Sulla barra delle applicazioni, fare clic sull'icona Bluetooth e scegliere "Apri impostazioni,’ quindi aggancia la scheda "Porte COM".’ Dovresti essere in grado di vedere alcune porte COM che si collegano all'HC-05 modulo. Assicurati di aver preso attentamente nota del "in uscita’ porta, quindi vai allo schizzo di Arduino e tocca Strumenti -> Porta. Scegli la porta parallela a quella in uscita’ porta. Una volta che tutto è impostato, aprire il monitor seriale della porta dove vengono visualizzati l'ora e i dati del sensore di temperatura. Premi il pulsante di riposo della scheda di Arduino per valutare i dati da zero secondi in poi.
Passo 6: Risoluzione dei problemi
Dopo aver notato un intervallo di tempo di 2 secondi in entrambi i dati di tempo sul monitor seriale e temperatura sul sensore dell'accelerometro Bluetooth, sappi che sta procedendo tutto bene. tuttavia, durante il trasferimento dei dati potrebbe verificarsi un leggero ritardo di alcuni millisecondi tra le letture successive previste e normali. È più probabile che si verifichino diversi problemi ed errori se non si utilizza la connessione Bluetooth di Arduino. Per evitare uno qualsiasi di questi problemi, assicurati di aver seguito correttamente i seguenti punti.
- Controlla che i pin R.X e le connessioni TX siano saldi e corretti.
- Ricontrolla che il modulo Bluetooth sia ben collegato, e per essere abbastanza al sicuro, utilizzare un circuito divisore di tensione o collegare l'HC-05 alla 3.3V. Non utilizzare mai il 5V.
- Una connessione allentata potrebbe far smettere di funzionare il modulo Bluetooth. Assicurati che il LED lampeggi continuamente sul modulo Bluetooth, indicando che è alimentato.
- Durante il caricamento degli schizzi, selezionare le porte e le schede COM appropriate. Oltretutto, pensa di scegliere la porta COM in uscita del modulo Bluetooth adatto per consentirti di visualizzare i dati sul monitor seriale.
- Come descritto al punto 4, caricare gli schizzi e ricordarsi di disconnettersi e ricollegarsi quando si carica lo schizzo.
- Assicurati che il file HC-05 Il modulo Bluetooth si trova nel raggio del tuo computer prima di provarlo.
La comunicazione Bluetooth di Arduino è semplice da collegare se utilizzata di frequente. Una volta che qualcuno si sente a proprio agio, diventa semplice inviare e ricevere dati.
