В данный момент, мир стал ярче благодаря быстрому развитию технологий. Новые устройства и идеи постоянно росли, тем самым улучшая преобладающие технологии и создавая новые сегменты рынка. по аналогии, Технологические достижения Bluetooth способствовали рождению Bluetooth Low Energy (СТАЛ), также называется Bluetooth Smart. Bluetooth Low Energy - это устройство ближнего действия., низкое энергопотребление с протоколом беспроводной связи с меньшей скоростью передачи данных, разработанным Bluetooth Специальная группа по интересам (SIG). Его инкрустированный стек протоколов спроектирован таким образом, что он грамотно передает незначительные объемы данных с меньшим потреблением энергии.. В связи с этим, Bluetooth Low Energy - наиболее предпочтительный беспроводной протокол для приложений с батарейным питанием.. В этой статье будут рассмотрены технические характеристики датчиков Bluetooth., как подключить и использовать датчики Bluetooth, как датчики Beacon могут быть использованы для бизнеса, и как читать и контролировать данные датчиков в Arduino с помощью Bluetooth.
Как передавать данные с помощью датчиков Bluetooth Beacon?
Bluetooth-маяк датчики - это небольшие передатчики, которые передают сигналы, чтобы закрыть портативные устройства, используя Технология Bluetooth с низким энергопотреблением. У них есть диапазон действия около 90 метров и может только передавать данные, но не может их получать. Как только датчик обнаруживает близлежащие устройства, он отправляет цифровые сообщения на целевые устройства. В настоящее время, маяки используются пропорционально мобильным приложениям. Эти мобильные приложения получают единогласно уникальный идентификатор для выполнения нескольких функций., например, запуск действия на основе местоположения и отслеживание клиентов.
Технические характеристики датчика Bluetooth
а) Радио интерфейс
В Bluetooth IoT датчики работают в том же диапазоне спектра ISM 2,400–2,4835 ГГц, что и классическая технология Bluetooth.. Единственная разница в том, что Bluetooth Low Energy использует другой набор каналов.. Имеет сорок каналов по 2 МГц., тогда как классический Bluetooth имеет семьдесят девять каналов 1 МГц. Модуляция гауссова частотного сдвига используется для передачи данных в канале в технологии BLE.. Он имеет битрейт 1 Мбит / с, но с опцией Bluetooth 5 из 2 Мбит / с. Также, он имеет максимальную мощность передачи 10 мВт и 100 мВт в Bluetooth 5.
б) Реклама и открытия
Датчики Bluetooth Low Energy обнаруживаются с помощью метода, основанного на трансляции рекламных пакетов.. Обычно это делается с помощью 3 отдельные частоты для уменьшения помех. Рекламное устройство отправляет пакеты не менее одной из трех частот с периодом повторения, называемым рекламным интервалом.. В каждом рекламном интервале, добавлена случайная задержка 10 миллисекунды, что снижает вероятность многочисленных последовательных столкновений. Сканер отслеживает частоты в течение периода, называемого окном сканирования., который иногда повторяется после каждого интервала сканирования.
c) Удар батареи
Датчики Bluetooth Low Energy специально разработаны для работы даже при небольшом энергопотреблении.. Для устройств с центральными и периферийными функциями требуются различные потребности в питании.. Исследование, проведенное компанией Aislelabs, занимающейся разработкой программного обеспечения для радиобуев, показало, что периферийные устройства компьютера, например, радиомаяки, регулярно функционируют до 2 лет при использовании плоской батареи емкостью 1000 мАч. Протокол Bluetooth Low Energy делает это возможным благодаря своей энергоэффективности.. BLE передает небольшие пакеты; следовательно, он идеально подходит для передачи данных с высокой пропускной способностью и пропускной способностью звука по сравнению с Bluetooth Classic..
d) 2M PHY
Bluetooth представил новый режим передачи с удвоенной скоростью передачи символов. 5. Первоначально, Только датчики Bluetooth Low Energy передаются 1 бит на символ, но с Bluetooth 5, они могут данные с двойными ставками. тем не мение, новый режим передачи связывает полосу пропускания с 2 МГц примерно от 1 МГц, делать больше вторжений в краевые области. Сегментация полосы частот ISM имеет 40 каналов с разнесением 2 МГц, который существенно отличается от Bluetooth 2 EDR.
е) GATT операции
Протокол GATT важен для пользователя, поскольку он предлагает несколько команд, касающихся обнаруженной информации о сервере.. Эти команды включают:
- Обнаружение UUID для каждой основной службы
- Поиск заданного UUID для каждой службы
- Поиск подчиненных служб для данной основной службы
- Обнаружение каждой функции для конкретной услуги
- Поиск функций, соответствующих указанному UUID
- Чтение всех знаков для точного отличительного
Сопряжение датчика Bluetooth со смартфоном
В этой секции, мы опишем шаги, выполняемые при сопряжении Bluetooth-совместимых датчиков с помощью смартфона.. Aventura получает данные о сопряжении датчиков вместе с настройками после завершения процесса сопряжения..
а) Гарантировать, что (Соединять) на, затем из (МЕНЮ) кран (Устройство)
Для поиска подключаемых датчиков, кран (Сопряжение)
б) Запустить датчик
После обнаружения сигнала смарт-датчика Bluetooth, он отображает сообщение на смартфоне.
Для завершения процесса сопряжения уже отображаемого датчика, кран (Сопряжение).
- Нажмите (Пропускать) если название гаджета отличается от ожидаемого, затем нажмите (Сопряжение) очередной раз. Повторяйте это время от времени, пока не появится предполагаемое устройство..
- При использовании датчика Bluetooth le для сопряжения, имя датчика отображается с “А.”
- Над 18 четкая идентификация датчика, включая ПК, могут быть спарены.
c) Определите окружность шины для любого датчика с измерениями скорости
Нажмите (Устройство), а также коснитесь имени датчика > [Окружность шины]. Окружность шины - это приблизительная длина внешнего обода каждой шины.. Датчики, которые не могут измерять скорость, никогда не отображаются.
Список размеров шин отображается после простукивания.. Окружность шины выбирается в соответствии с размером шины, указанным на стороне шины..
- Исходное значение: 2096 мм
- К любому дверному датчику Bluetooth, способному измерять скорость, рекомендуется установить окружность шины.
- На этом экране можно отменить сопряжение и изменить имена устройств..
После выполнения всех этих шагов, процесс сопряжения датчика Bluetooth завершен.
- Повторите ту же процедуру при сопряжении с другим датчиком Bluetooth..
- После завершения процесса сопряжения, очень важно установить датчик движения Bluetooth рядом с вами. Также, надлежащим образом следуйте инструкциям, изложенным в руководстве по эксплуатации отдельного датчика, чтобы определить подходящее место для установки датчика..
Важная информация
- Подключите все используемые датчики.
- Никогда не подключайте интеллектуальные датчики Bluetooth в конкретном месте или в любом месте со многими другими пользователями.. Это может заставить датчики подключиться к другим нерелевантным устройствам.. Сетчатый датчик Bluetooth может олицетворять единственный физический датчик BLE.
- При работе со сторонними датчиками Bluetooth, только смартфон Android может передавать данные в Aventura, тогда как iPhone не может.
Функциональность датчиков Bluetooth
Беспроводные датчики Bluetooth незначительны, относительно дешевые устройства, встроенные в существующую систему или в нее. Они идеально подходят для размещения в удаленных районах или в местах, где отсутствует электричество, поскольку они работают от батареи и работают в беспроводной сети.. Срок службы батарей зависит от того, как часто датчики выдают отчетные значения., с некоторым продолжительным даже 5 годы.
Кроме, Беспроводные датчики Bluetooth обеспечивают регулярную рекламу Bluetooth Low Energy, применяемую коммерческим оборудованием, фитнес-тренеры, и медицинская дипломатия. Рекламная информация может быть сконфигурирована как iBeacon с байтовым пакетом распознанных данных в запатентованном формате.. Смартфоны, шлюзы, или одноплатные компьютеры, например, Raspberry Pi, может использоваться для получения информации после сканирования маяков. При сканировании видны только данные, передаваемые всем, но это не ссылка на маяк.
Кроме того, сканирующее устройство, называемое соединением Bluetooth GATT, обеспечивает соединение с некоторыми датчиками. Это позволяет сканирующему устройству уведомлять об изменении значений или просматривать текущие значения датчиков., позволяя большой вывод изменений. тем не мение, рекламу можно остановить подключением; при этом, другие устройства не могут подключиться, так как они не могут видеть датчик.
Уже встроенные библиотеки Bluetooth позволяют квитанционным устройствам сканировать маяки и связываться через GATT.. Поскольку связь осуществляется по Bluetooth с низким энергопотреблением, дискретные датчики, в частности SDK, не нужны. Также, нет необходимости в подписках на серверных этапах.
Использование радиомаяков в бизнесе
Декабрь 6, 2013, было, когда первый экземпляр маяка был зарегистрирован для коммерческого использования. До настоящего времени, iBeacons были активированы в 254 розничные магазины компании Apple по всей территории США. Позже, McDonald’s использовал датчики в своих магазинах, чтобы предлагать своим клиентам специальные предложения..
Датчики радиомаяка Bluetooth с низким энергопотреблением многочисленные приложения в различных областях. Эта технология имеет множество преимуществ., главная из них - рассылка рекламных и информационных данных потенциальным клиентам.. В целом, датчики маяка действуют как мост между концепциями, предоставление бизнес-информации клиентам. Внутри зоны можно установить несколько радиомаяков., например, в аэропортах, магазины, учреждения, клубы, общественные комнаты, тем самым транслируя соответствующую информацию на близкие портативные устройства. Как только пользователи получат данные, они могут использовать его для навигации, реагировать на данные, поделитесь информацией, или другие способности, зависящие от полученного сообщения.
Маркетологи также могут использовать датчики маяка Bluetooth при подключении к вероятным клиентам.. Компании, использующие датчики радиомаяков, имеют более высокие шансы на достижение результатов прицеливания в обычных условиях.. Эти маяковые датчики предлагают несколько компенсаций бизнесу.. Они включают;
- Маячки позволяют лучше понять клиентов. Например, розничный торговец узнает, сколько времени требуется покупателю, чтобы совершить следующий визит в магазин. Продавец также распознает, где именно большинство клиентов тратят в этом конкретном магазине.. Эти данные могут быть полезны при обновлении рекламных сетей и приложений или при ретаргетинге на конкретный рынок..
- Маяки повышают лояльность клиентов. Маячки предоставляют информацию о продвижении через клики и собирают заказы и вознаграждают клиентов за физическое присутствие в магазине..
- Увеличение продаж. Использование датчиков радиомаяка Bluetooth в соответствии с их областью применения увеличивает заказы на товары и услуги.. Чаще всего это наблюдается на стадионах во время спортивных мероприятий.. Через маяки и приложение стадиона, посетители получают возможность получать сообщения о предложениях еды и напитков, которые подтверждают продажи в разы.
Приведенные выше варианты, естественно, никого не ограничивают в использовании датчиков маяка Bluetooth с низким энергопотреблением.. Все, что связано с творчеством и фантазией.
Ардуино: Чтение и управление данными датчика с помощью Bluetooth
Этот раздел направлен на сбор данных датчика от простого датчика температуры, а затем их передачу на компьютер через соединение Bluetooth.. На одной стороне компьютера, должен быть написан простой скетч Arduino датчика Bluetooth. Позже он будет загружен на плату Arduino., помогая время на последовательном мониторе и видеть данные датчика.
Следующие элементы должны быть доступны для бесперебойной работы эксперимента.
- Микроконтроллер Arduino uno
- HC-05 Модуль Bluetooth MOKOBlue
- Датчик температуры
- USB-кабель
- Провода перемычки
- Макетная плата
Шаг 1: Настройте подключения контура
Чтобы начать процесс, расположите соединения платы Arduino, как показано на схеме выше. Соединения Bluetooth между модулем Bluetooth и компьютером устанавливаются после выполнения этих соединений..
Для подключения HC используется схема делителя напряжения.-05 Модули Bluetooth к линиям напряжения. HC-05 может быть поврежден, если он недостаточно силен, чтобы выдерживать линию 5 В.. Желательно подключить к линии 3,3 В., что держит вас в безопасности. Модуль Bluetooth TX подключен к R.X Arduino., в то время как модуль контактов Bluetooth R.X подключен к контакту TX Arduino.
Шаг 2: Установите соединение Bluetooth
После успешной настройки соединений цепи, вы должны увидеть мигание на модуле Bluetooth, означающее, что он работает и готов к сопряжению с ПК..
Если на вашем компьютере нет встроенного Bluetooth, настроить соединение с помощью адаптера Bluetooth. Если в компьютере есть встроенный Bluetooth, перейдите в раздел «Панель управления» и выберите -> Оборудование и звук -> добавить устройство в раздел значка Bluetooth на панели задач. Компьютер должен обнаружить HC-05 Модуль Bluetooth и сопряжение компьютера с HC-05 модуль. Используйте либо ‘1234’ или же ‘0000’ как код сопряжения.
Шаг 3: Скачать код Arduino
Откройте Arduino IDE после успешного сопряжения модуля Bluetooth.. Загрузите и поймите коды, но не включайте никаких специальных библиотек.
Шаг 4: Загрузите свой код Arduino
Первый, убедитесь, что вы хорошо поняли и проверили свои эскизы перед загрузкой. При необходимости внесите необходимые изменения.. После проверки графика, выберите правильную плату и выберите правильный порт для подключения к плате Arduino. Затем перейдите в Инструменты -> Порт и инструменты -> Правление соответственно. Чтобы правильно выполнить процедуру, нажмите Arduino Uno на COM3.
После установки правильного порта и платы, отсоедините контакты R.X и TX от платы Arduino, затем загрузите свой код Arduino. Вы можете получить сообщение об ошибке, указывающее, что COM-порт занят, если вы не отключили TX и R.X.. булавки. Загрузите код после отключения, и подключите контакты TX и R.X.. на свои обычные позиции.
Шаг 5: Получение окончательных данных
Подключите источник питания к плате Arduino и отсоедините USB-кабель, соединяющий компьютер платы Arduino.. С этой настройкой, Плата Arduino удаленно собирает данные с датчиков через Bluetooth-соединение и передается на компьютер с помощью USB-кабеля..
Следующий, установить, какой COM-порт подключает модуль Bluetooth для просмотра данных датчика последовательного монитора. На панели задач, щелкните значок Bluetooth и выберите «Открыть настройки».,’ затем щелкните вкладку «COM-порты».’ Вы должны увидеть, что некоторые COM-порты подключаются к HC.-05 модуль. Убедитесь, что вы внимательно приняли к сведению «исходящий’ порт, затем перейдите к эскизу Arduino и нажмите Инструменты -> Порт. Выберите порт, который параллелен "исходящему"’ порт. Как только все настроено, откройте монитор последовательного порта, где отображаются время и данные датчика температуры. Нажмите кнопку отдыха платы Arduino, чтобы оценить данные с нуля секунд и далее..
Шаг 6: Поиск проблемы
Заметив временной интервал 2 секунд как данные времени на последовательном мониторе, так и температура на датчике акселерометра Bluetooth, знай, что все идет хорошо. тем не мение, небольшая задержка в несколько миллисекунд может возникнуть между ожидаемым и нормальным последовательным считыванием при передаче данных. У вас больше шансов столкнуться с несколькими проблемами и ошибками, если вы новичок в использовании Bluetooth-соединения Arduino.. Чтобы избежать любой из этих проблем, убедитесь, что вы правильно выполнили следующие пункты.
- Контрпроверьте надежность и правильность контактов R.X и TX..
- Еще раз проверьте, что модуль Bluetooth хорошо подключен, и быть достаточно безопасным, используйте схему делителя напряжения или подключите HC-05 к 3,3 В. Никогда не используйте 5V.
- Плохое соединение может привести к прекращению работы модуля Bluetooth.. Убедитесь, что на модуле Bluetooth непрерывно мигает светодиодный индикатор., указывая, что он включен.
- При загрузке скетчей, выберите соответствующие COM-порты и платы. Кроме, подумайте о выборе подходящего исходящего COM-порта модуля Bluetooth, чтобы вы могли просматривать данные на последовательном мониторе.
- Как описано в шаге 4, загрузите эскизы и не забудьте отключить и снова подключить при загрузке эскиза.
- Убедитесь, что HC-05 Модуль Bluetooth находится в пределах досягаемости вашего компьютера, прежде чем экспериментировать с ним.
Связь Arduino Bluetooth проста в подключении при частом использовании. Как только кто-то освоится с этим, становится проще отправлять и получать данные.
