Bluetooth-sensoren: De definitieve gids

Bluetooth-sensoren: De definitieve gids
Gegevens worden verzonden van Bluetooth-sensoren naar Cloud-server

Momenteel, de wereld is briljanter gemaakt door de snelle technologische vooruitgang. Er zijn continu nieuwe apparaten en ideeën in opkomst, waardoor de heersende technologieën worden verbeterd en nieuwe marktgedeelten worden gegenereerd. Evenzo, De technologische vooruitgang van Bluetooth heeft bijgedragen aan de geboorte van Bluetooth Low Energy (WERD), ook wel Bluetooth Smart genoemd. De Bluetooth Low Energy is een kort bereik, low-power met een draadloos communicatieprotocol met een lagere datasnelheid ontwikkeld door Bluetooth Special Interest Group (SIG). De ingelegde protocolstack is zo ontworpen dat het op competente wijze onbeduidende hoeveelheden gegevens overdraagt ​​met minder stroomverbruik. Hierdoor, Bluetooth Low Energy is het draadloze protocol met de meeste voorkeur voor toepassingen op batterijen. In dit artikel worden de technische kenmerken van Bluetooth-sensoren besproken, hoe u Bluetooth-sensoren verbindt en gebruikt, hoe Beacon-sensoren zakelijk kunnen worden gebruikt, en hoe je sensorgegevens in Arduino kunt lezen en regelen met behulp van Bluetooth.

Gegevens verzenden met Bluetooth Beacon-sensoren?

Bluetooth-baken sensoren zijn kleine zenders die signalen uitzenden om draagbare apparaten te sluiten met behulp van Bluetooth Low Energy-technologie. Ze hebben een actieradius van rond 90 meters en kan alleen gegevens verzenden, maar niet ontvangen. Zodra de sensor de apparaten in de buurt detecteert, het stuurt digitale berichten naar de beoogde apparaten. Momenteel, bakens worden proportioneel gebruikt bij mobiele applicaties. Deze mobiele applicaties krijgen een unaniem unieke identificatiecode om verschillende functies uit te voeren, zoals het activeren van een locatiegebaseerde actie en het volgen van klanten.

Hoe Bluetooth-baken-sensoren gegevens verzenden

Technische kenmerken van een Bluetooth-sensor

een) Radio-interface

De Bluetooth IoT sensoren werken met hetzelfde spectrumbereik van 2,400-2,4835 GHz ISM-band als klassieke Bluetooth-technologie. Het enige verschil is dat Bluetooth Low Energy een andere set kanalen gebruikt. Het heeft veertig 2 MHz-kanalen, terwijl klassieke Bluetooth negenenzeventig kanalen van 1 MHz heeft. De Gauss-frequentieverschuivingsmodulatie wordt gebruikt om gegevens binnen een kanaal in de BLE-technologie te verzenden. Het heeft een bitsnelheid van 1 Mbit / s maar met een optie in Bluetooth 5 van 2 Mbit / s. Ook, het heeft een maximaal zendvermogen van 10 mW en 100 mW in Bluetooth 5.

b) Reclame en ontdekking

Bluetooth Low Energy-sensoren worden opgemerkt door middel van een techniek die is gebaseerd op het uitzenden van advertentiepakketten. Het wordt meestal gedaan met 3 verschillende frequenties om interferentie te verminderen. Het advertentie-apparaat verzendt pakketten van niet minder dan een van de drie frequenties met een herhalingsperiode die het advertentie-interval wordt genoemd. In elk advertentie-interval, er is een toevoeging van een willekeurige vertraging van 10 milliseconden die de kans op talrijke opeenvolgende botsingen verkleint. De scanner houdt zich bezig met de frequenties gedurende een periode die wordt aangeduid als het scanvenster, die soms terugkeert na elk scaninterval.

c) Batterij-impact

Bluetooth Low Energy-sensoren zijn speciaal ontworpen om zelfs bij een laag stroomverbruik te werken. Voor apparaten met centrale en perifere rollen zijn verschillende stroombehoeften vereist. Een studie uitgevoerd door een beacon-softwarebedrijf Aislelabs bracht dat computerrandapparatuur over, bijvoorbeeld, propinquity bakens, regelmatig functioneren voor maximaal 2 jaar gebruik van een knoopcelbatterij van 1000 mAh. Het Bluetooth Low Energy-protocol maakt dit mogelijk vanwege de energie-efficiëntie. BLE verzendt kleine pakketjes; daarom is het ideaal voor gegevens met hoge en audiobandbreedte in vergelijking met Bluetooth Classic.

d) 2M PHY

Bluetooth heeft een nieuwe transmissiemodus met dubbele symboolsnelheid geïntroduceerd 5. Aanvankelijk, Alleen Bluetooth Low Energy-sensoren worden verzonden 1 bit per symbool, maar met Bluetooth 5, ze kunnen gegevens met dubbele tarieven. Echter, de nieuwe transmissiemodus koppelt de bandbreedte aan 2 MHz vanaf ongeveer 1 MHz, meer indringers maken op de randgebieden. De ISM-frequentieband-segmentatie heeft 40 kanalen met een tussenafstand van 2 MHz, die wezenlijk verschilt van de Bluetooth 2 EDR.

e) GATT-operaties

Het GATT-protocol is essentieel voor de gebruiker omdat het verschillende opdrachten biedt met betrekking tot de gevonden informatie over de server. Deze opdrachten omvatten:

      • UUID's ontdekken voor elke hoofdservice
      • Voor elke service een bepaalde UUID vinden
      • Ondergeschikte diensten zoeken voor een bepaalde hoofddienst
      • Elke functie voor een specifieke service ontdekken
      • Functies zoeken die overeenkomen met een opgegeven UUID
      • Alle betekenaars lezen voor een precies onderscheidend vermogen

Een Bluetooth-sensor koppelen met een smartphone

In deze sectie, we zullen de stappen beschrijven die worden gevolgd bij het koppelen van Bluetooth-compatibele sensoren met behulp van een smartphone. De Aventura ontvangt de sensorkoppelingsgegevens samen met de instellingen zodra het koppelingsproces is voltooid.

een) Verzekeren dat (Aansluiten) staat aan, dan van de (MENU) kraan (Apparaat)

Een Bluetooth-sensor koppelen met een smartphone

Om te zoeken naar koppelbare sensoren, kraan (Koppelen)

b) Start de sensor

Zodra het Bluetooth slimme sensorsignaal is gedetecteerd, het toont een bericht op de smartphone.

Scan het Bluetooth-sensorapparaat

Om het koppelingsproces van de reeds weergegeven sensor te voltooien, kraan (Koppelen).

      • druk op (Overspringen) als de naam van het gadget niet overeenkomt met de verwachte naam, tik vervolgens op (Koppelen) nog een keer. Herhaal dit af en toe totdat het verwachte apparaat wordt weergegeven.
      • Bij gebruik van de Bluetooth-le-sensor om te koppelen, de sensornaam wordt weergegeven met een “EEN.”
      • Over 18 verschillende sensoridentificaties, inclusief de P.C, kunnen worden gekoppeld.

c) Bepaal de bandomtrek voor elke sensor met snelheidsmetingen

druk op (Apparaat), en tik ook op de sensornaam > [Omtrek van de band]. De bandomtrek is de geschatte lengte van de buitenste velg in elke band. Sensoren die geen snelheid kunnen meten, worden nooit weergegeven.

Stel de omtrek vast met snelheidsmetingen

De bandenmaatlijst wordt weergegeven zodra u erop hebt getikt. De bandomtrek wordt geselecteerd op basis van de bandenmaat die aan de bandzijde wordt weergegeven.

      • Originele waarde: 2096 mm
      • Naar elke Bluetooth-deursensor die snelheidsmetingen kan uitvoeren, Het is aan te bevelen om de bandomtrek in te stellen.
      • Het is mogelijk om de koppeling te annuleren en de apparaatnamen te wijzigen vanaf dit scherm.

Na het volgen van al die stappen, het koppelingsproces van de Bluetooth-sensor is nu voltooid.

      • Herhaal dezelfde procedure bij het koppelen met een andere Bluetooth-sensor.
      • Na voltooiing van het koppelingsproces, Het is essentieel om de Bluetooth-bewegingssensor dicht bij u te monteren. Ook, Volg de richtlijnen die in de instructiehandleiding van de individuele sensor staan ​​op de juiste manier om de geschikte plaats te bepalen om de sensor te monteren.

Belangrijke informatie

      • Koppel elke bruikbare sensor.
      • Koppel Bluetooth slimme sensoren nooit op de exacte locatie of op een andere locatie met veel andere gebruikers. Hierdoor kunnen de sensoren worden gekoppeld aan andere irrelevante apparaten. Een Bluetooth-mesh-sensor kan een enige fysieke BLE-sensor belichamen.
      • Bij het werken met Bluetooth-sensoren van derden, alleen een Android-smartphone kan gegevens naar de Aventura overbrengen, terwijl een iPhone dat niet kan.

Functionaliteit van Bluetooth-sensoren

Bluetooth draadloze sensoren zijn onbeduidend, relatief goedkope apparaten die op of in een bestaand systeem worden gemonteerd. Ze zijn ideaal voor plaatsing in afgelegen gebieden of locaties zonder stroom, omdat ze op batterijen werken en draadloos zijn. Batterijen gaan mee afhankelijk van hoe vaak de sensoren rapportwaarden geven, met wat blijvende zelfs 5 jaren.

Trouwens, Draadloze Bluetooth-sensoren brengen regelmatige Bluetooth Low Energy-publiciteit over die wordt toegepast door commerciële apparatuur, fitnesstrainers, en gezondheidszorgdiplomaties. De publicatie-informatie kan worden geconfigureerd als iBeacon met bytes die de herkende gegevens in een gepatenteerd formaat verpakken. Smartphones, gateways, of computers met één board, bijvoorbeeld, Raspberry Pi, kan worden gebruikt om informatie te begrijpen nadat bakens zijn gescand. Scannen ziet alleen de gegevens die naar iedereen worden verzonden, maar het is niet gekoppeld aan het baken.

Bovendien, het scanapparaat dat Bluetooth GATT-verbinding wordt genoemd, maakt een verbinding met sommige sensoren mogelijk. Dit stelt de scaninrichting in staat om te informeren wanneer er een verandering in waarden is of om de huidige sensorwaarden te bekijken, waardoor een grote output van veranderingen mogelijk is. Echter, reclame kan worden gestopt door een verbinding; door dit te doen, andere apparaten kunnen geen verbinding maken omdat ze de sensor niet kunnen zien.

De reeds ingebouwde Bluetooth-bibliotheken stellen de ontvangstapparaten in staat om bakens te zoeken en te koppelen via GATT. Omdat communicatie Bluetooth Low Energy is, discrete sensoren, specifiek SDK's, zijn niet nodig. Ook, het is niet nodig om abonnementen te hebben op de server-side fasen.

Zakelijk gebruik van baken-sensoren

december 6, 2013, was toen het eerste exemplaar van het baken werd geregistreerd voor zakelijk gebruik. Actueel, iBeacons zijn geactiveerd in zijn 254 winkels in de Verenigde Staten door de Apple Company. Later, McDonald's gebruikte de sensoren in zijn winkels om zijn klanten speciale aanbiedingen te doen.

De Bluetooth Low Energy-baken-sensoren hebben talloze toepassingen op verschillende gebieden. De technologie heeft tal van voordelen, de belangrijkste is dat het reclame- en informatiegegevens naar potentiële klanten kan sturen. Over het algemeen, bakensensoren fungeren als een brug tussen de concepten, het aanbieden van zakelijke informatie aan klanten. Binnen een gebied kunnen meerdere baken-sensoren worden gemonteerd, zoals op luchthavens, winkels, instellingen, Clubs, openbare ruimtes, waardoor de juiste informatie wordt uitgezonden naar draagbare apparaten van goede kwaliteit. Zodra de gebruikers de gegevens hebben ontvangen, ze kunnen het voor navigatiedoeleinden gebruiken, reageren op de gegevens, deel de informatie, of andere hardnekkigheden die afhankelijk zijn van het ontvangen bericht.

Marketeers kunnen ook Bluetooth-baken-sensoren gebruiken wanneer ze verbinding maken met mogelijke klanten. Bedrijven die bakensensoren gebruiken, hebben een grotere kans om een ​​doelrendement te behalen in fysieke klassementen. Deze bakensensoren bieden een bedrijf verschillende vergoedingen. Ze bevatten;

      • Beacons zorgen voor meer klantinzicht. Bijvoorbeeld, een winkelier leert hoe lang het duurt voordat een klant het volgende bezoek aan de winkel brengt. De verkoper herkent ook waar precies de meeste klanten in die specifieke winkel besteden. De gegevens kunnen nuttig zijn bij het bijwerken van advertentienetwerken en -applicaties of bij het opnieuw richten op een specifieke markt.
      • Bakens vergroten de loyaliteit van klanten. Bakens bieden promotie-informatie via click-and-collect-bestellingen en door de fysieke aanwezigheid van klanten in de winkel te belonen.
      • Verkoopstijging. Het gebruik van Bluetooth-baken-sensoren in overeenstemming met de toepassing ervan, verhoogt de bestellingen van producten en diensten. Dit zie je vooral in stadions tijdens sportevenementen. Via bakens en de applicatie van het stadion, bezoekers komen in een positie om berichten te ontvangen over aanbiedingen voor eten en drinken die de verkoop per keer ondersteunen.

De bovenstaande opties beperken natuurlijk niemand op het gebruik van Bluetooth Low Energy-baken-sensoren. Alles onderhevig aan creativiteit en fantasie.

Arduino: Sensorgegevens lezen en beheren met behulp van Bluetooth

Dit gedeelte is bedoeld om sensorgegevens te verzamelen van een eenvoudige temperatuursensor en deze vervolgens via Bluetooth-communicatie naar een computer te verzenden. Aan de ene kant van een computer, een eenvoudige Bluetooth-sensor Arduino-schets moet worden geschreven. Het wordt later geüpload naar het Arduino-bord, assisteren bij de tijd op de seriële monitor en de sensorgegevens bekijken.

De volgende items moeten beschikbaar zijn om het experiment soepel te laten verlopen

Stap 1: Stel de circuitverbindingen in

Stel de circuitverbindingen in

Om het proces te beginnen, rangschik de circuitaansluitingen van de Arduino-kaart zoals in het bovenstaande diagram. De Bluetooth-verbindingen tussen de Bluetooth-module en de computer komen tot stand nadat deze verbindingen tot stand zijn gebracht.

Een spanningsdelercircuit wordt gebruikt om de HC aan te sluiten-05 Bluetooth-modules op de spanningslijnen. De HC-05 kan beschadigd raken als het niet sterk genoeg is om een ​​5V-lijn te ondersteunen. Het is raadzaam om hem aan te sluiten op een 3.3V-lijn, waardoor u aan de veilige kant blijft. De Bluetooth TX-module is verbonden met de R.X van de Arduino, terwijl de Bluetooth R.X-pinmodule is aangesloten op de TX-pin van de Arduino.

Stap 2: Breng Bluetooth-verbindingen tot stand

Na het succesvol opzetten van de verbindingen van het circuit, u zou een knippering op de Bluetooth-module moeten kunnen zien om aan te geven dat deze operationeel is en klaar is om te worden gekoppeld met de P.C.

Voor het geval de computer die u gebruikt geen ingebouwde Bluetooth heeft, breng de verbinding tot stand met een Bluetooth-dongle. Als er een ingebouwde Bluetooth op de computer aanwezig is, ga naar het gedeelte Bedieningspaneel en selecteer -> Hardware en geluid -> voeg een apparaat toe in het Bluetooth-pictogramgedeelte op de taakbalk. De computer zou de HC moeten detecteren-05 Bluetooth-module en koppel de computer met de HC-05 module. Gebruik ‘1234’ of ‘0000’ als de koppelingscode.

Stap 3: Download Arduino-code

Open de Arduino IDE na het succesvol koppelen van de Bluetooth-module. Download en begrijp de codes, maar neem geen speciale bibliotheken op.

Stap 4: Upload uw Arduino-code

Upload Bluetooth-sensor van Arduino-code

Eerste, zorg ervoor dat je je schetsen goed hebt begrepen en geverifieerd voordat je ze uploadt. Breng de nodige wijzigingen aan als dat nodig is. Na het vaststellen van de afbeelding, selecteer het juiste bord en kies de juiste poort om verbinding te maken met het Arduino-bord. Ga dan naar Tools -> Poort en gereedschappen -> Bestuur navenant. Om de procedure correct uit te voeren, klik op de Arduino Uno naar COM3.

Na het vaststellen van de juiste haven en bord, Koppel de R.X-pinnen en de TX los van het Arduino-bord, upload vervolgens uw Arduino-code. U krijgt waarschijnlijk een foutmelding die aangeeft dat de COM-poort bezet is wanneer u de TX en R.X niet hebt losgekoppeld. pinnen. Upload de code zodra je de verbinding hebt verbroken, en verbind de TX-pinnen en de R.X. naar hun gebruikelijke posities.

Stap 5: Verkrijgen van de definitieve gegevens

De Bluetooth-sensorgegevens ophalen

Sluit de stroombron aan op het Arduino-bord en koppel de USB-kabel los die de computer van het Arduino-bord verbindt. Met deze opstelling, het Arduino-bord verzamelt op afstand sensorgegevens via Bluetooth-communicatie en wordt met een USB-kabel naar de computer overgebracht.

De volgende, Stel vast welke COM-poort de Bluetooth-module verbindt om de sensorgegevens van de seriële monitor te zien. Op de taakbalk, klik op het Bluetooth-pictogram en kies ‘Instellingen openen,’ klik vervolgens op het tabblad ‘COM-poorten.’ U zou enkele COM-poorten moeten kunnen zien die verbinding maken met de HC-05 module. Zorg ervoor dat u zorgvuldig kennis heeft genomen van de ‘uitgaande’ haven, ga dan naar de Arduino-sketch en tik op Tools -> Haven. Kies de poort die parallel loopt met de ‘uitgaande’ haven. Zodra alles is ingesteld, open de seriële monitor van de poort waar de tijd en de temperatuursensorgegevens worden weergegeven. Druk op de rustknop van de Arduino om gegevens vanaf nul seconden te beoordelen.

Stap 6: Probleemoplossen

Na het opmerken van een tijdsinterval van 2 seconden in zowel tijdgegevens op de seriële monitor als temperatuur op de Bluetooth-versnellingsmetersensor, weet dat alles goed verloopt. Echter, een kleine vertraging van enkele milliseconden kan optreden tussen de verwachte en normale opeenvolgende metingen tijdens het overdragen van gegevens. De kans is groter dat u verschillende problemen en fouten tegenkomt als u de Bluetooth-verbinding van Arduino nog niet eerder heeft gebruikt. Om een ​​van deze problemen te vermijden, zorg ervoor dat u de volgende punten correct heeft opgevolgd.

      • Controleer of de R.X-pinnen en TX-verbindingen stevig en correct zijn.
      • Controleer opnieuw of de Bluetooth-module goed is aangesloten, en om veilig genoeg te zijn, gebruik een spanningsdelercircuit of sluit de HC aan-05 naar de 3.3V. Gebruik nooit de 5V.
      • Een losse verbinding kan ertoe leiden dat de Bluetooth-module niet meer werkt. Zorg ervoor dat er een continue LED knippert op de Bluetooth-module, wat aangeeft dat het wordt aangedreven.
      • Tijdens het uploaden van schetsen, selecteer de juiste COM-poorten en kaarten. Trouwens, denk aan het kiezen van de geschikte uitgaande COM-poort van de Bluetooth-module, zodat u de gegevens op de seriële monitor kunt bekijken.
      • Zoals beschreven in stap 4, upload de schetsen en vergeet niet om de verbinding te verbreken en opnieuw te verbinden bij het uploaden van de schets.
      • Zorg ervoor dat de HC-05 De Bluetooth-module bevindt zich binnen het bereik van uw computer voordat u ermee experimenteert.

Arduino Bluetooth-communicatie is bij veelvuldig gebruik eenvoudig aan te sluiten. Zodra iemand zich er op zijn gemak bij voelt, het wordt eenvoudig om gegevens te verzenden en te ontvangen.

Geschreven door --
Deel dit bericht