Sensores telemáticos inalámbricos
Las tecnologías inalámbricas permiten la transmisión de valores de diferentes sensores a las unidades de rastreo GPS sin cableado. Hay 2 tipos de tecnologías inalámbricas que utilizan sus propias frecuencias:
Bluetooth Low Energy – 2.4 MHz
Ultra high frequency – 315/433 MHz
Qué es BLE
Bluetooth Low Energy (BLE) es una tecnología de comunicación inalámbrica de bajo consumo que puede usarse a corta distancia para permitir que dispositivos inteligentes se comuniquen. La tecnología BLE se integró en Bluetooth 4.0 en diciembre de 2009.
En comparación con el Bluetooth clásico, Bluetooth Low Energy ofrece una reducción significativa del consumo de energía y del costo manteniendo un alcance similar. Esto permitió a los fabricantes de dispositivos añadir una interfaz de comunicación de bajo consumo a soluciones existentes. También se ha utilizado para crear nuevos dispositivos de bajo consumo, como beacons, que pueden funcionar con una pequeña batería durante meses o incluso años.
Cómo funciona BLE
Bluetooth Low Energy utiliza muchos protocolos para transmitir datos, interactuar con todas las partes del dispositivo y organizar el trabajo de todas las capas. A continuación, enumeraremos los más importantes y los situaremos en la jerarquía general.
Host Controller Interface (HCI) es el protocolo de intercambio capa a capa o chip a chip de BLE que proporciona acceso a la configuración del dispositivo Bluetooth.
Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) es responsable de la generación de paquetes, la división de tramas, el control de errores y el ensamblaje de paquetes.
Security Manager Protocol (SMP) – realiza el cifrado de paquetes.
Generic Access Profile (GAP) proporciona el intercambio inicial de datos entre dispositivos, para determinar «quién es quién».
Por separado, señalamos los protocolos GATT y ATT:
GATT es un acrónimo de Generic Attribute Profile, que define la forma en que se transfieren los datos entre dos dispositivos Bluetooth de baja energía usando conceptos llamados servicios y características.
Utiliza un protocolo de datos común llamado attribute protocol (ATT), que se utiliza para almacenar servicios, características y datos relacionados en una tabla de búsqueda simple utilizando identificadores de 16 bits para cada registro en la tabla.
Estructura de perfil
Attribute Handle – índice de la tabla correspondiente al atributo;
Attribute Type – UUID que describe el tipo;
Attribute Value – los datos en sí;
Attribute Permissions – parte de un atributo, permisos que no se pueden leer o escribir usando el ATT.
El perfil GATT contiene servicios. Los servicios se usan para dividir los datos en entidades lógicas y contienen fragmentos específicos de datos llamados características. Un servicio puede tener una o más características, y cada servicio se distingue de otros servicios mediante un ID numérico único llamado UUID, que puede ser de 16 bits (para los Servicios BLE adoptados oficialmente) o de 128 bits (para servicios personalizados).
Lo más importante que debe tenerse en cuenta con GATT y las conexiones es que las conexiones son exclusivas. Esto significa que un periférico BLE solo puede estar conectado a un dispositivo central (un teléfono móvil, un rastreador GPS, etc.) a la vez.
Tan pronto como un periférico se conecta a un dispositivo central, dejará de anunciarse y otros dispositivos ya no podrán verlo ni conectarse a él hasta que la conexión existente se rompa.
Imagine que el perfil es una estantería. Cada estante es un Service donde el libro es una Characteristic. Cada característica (libro) tiene atributos (páginas). Algunos atributos son obligatorios, otros no.
Cliente y servidor
Para entender la distinción entre GATT server y GATT client, imagine que usted tiene un rastreador GPS y un sensor de combustible que es un dispositivo BLE. El rastreador GPS soporta el rol central; el sensor soporta el rol periférico (para establecer una conexión BLE necesita uno de cada—dos dispositivos que solo soportan periférico no podrían comunicarse entre sí, ni dos dispositivos que solo soportan central).
Una vez que el rastreador y el sensor han establecido una conexión, comienzan a transferir metadatos GATT entre sí. Si el sensor quiere reportar datos al dispositivo GPS, podría tener sentido que el sensor actúe como el servidor.
El GATT client envía solicitudes a un servidor y recibe respuestas (y actualizaciones iniciadas por el servidor) de éste. El GATT client no sabe nada de antemano sobre los atributos del servidor, por lo que primero debe preguntar por la presencia y la naturaleza de esos atributos realizando la detección de servicios. Después de completar la detección de servicios, puede comenzar a leer los atributos encontrados en el servidor.
El GATT server recibe solicitudes de un cliente y envía respuestas. También envía actualizaciones iniciadas por el servidor cuando está configurado para hacerlo, y es el rol responsable de almacenar y poner los datos a disposición del cliente, organizados en atributos.
Inalámbrico vs. cableado
No es ningún secreto que actualmente todas las tecnologías están cambiando a la comunicación inalámbrica. A continuación hemos anotado las principales ventajas de los sensores inalámbricos:
Libertad de cables. Puede configurarse usando cualquier conexión física.
Fácil de instalar. Es fácil de ampliar y configurar.
Flexibilidad. Las conexiones sin cables son más flexibles y adaptables.
Rentabilidad. Dado que las conexiones inalámbricas no requieren cables, dichas redes son relativamente más económicas.
Móvil y portátil. Fácil de trasladar y reinstalar en otro lugar.
Como puede ver, las conexiones inalámbricas tienen una larga lista de ventajas. Todos estos puntos hacen que la instalación y el funcionamiento de los sensores sean más fáciles y cómodos.
Al mismo tiempo, vale la pena señalar que los sensores cableados tienen mayor protección contra ruido. Esto significa que en lugares con un alto nivel de ruido, estos sensores funcionarán de forma más estable.
Sistema de monitorización de la presión de los neumáticos (TPMS)
Por separado, vale la pena considerar el Tire-pressure monitoring system (TPMS). La mayoría de las instalaciones TPMS transmiten sus datos vía radio UHF (Ultra High Frequency). Los datos TPMS normalmente se transmiten en uno de dos rangos de frecuencia, lo cual depende de la ubicación geográfica del TPMS. Las señales TPMS se transmiten alrededor de 433MHz en Europa, y a 315MHz en la mayoría de las demás partes del mundo.
Este sensor TPMS se denomina sistema “Direct TPMS”. Proporciona valores de presión de neumáticos más precisos en lugar del “Indirect TPMS” que no usa sensores de presión físicos sino que mide las presiones de aire mediante sistemas basados en software, que al evaluar y combinar señales de sensores existentes como velocidades de las ruedas, acelerómetros, datos de la línea de transmisión, etc., estiman y monitorizan la presión de los neumáticos sin sensores de presión físicos en las ruedas.
Cada sensor TPMS debe instalarse en el neumático. Este sensor establece la conexión con una antena que está conectada a un receptor. Este sistema proporciona una monitorización estable de la presión en los neumáticos.
Tipos de sensores BLE
La plataforma Navixy admite muchos tipos de sensores inalámbricos que se utilizan para facilitar a los usuarios la obtención de datos telemáticos actualizados y precisos. A continuación puede encontrar la lista de los compatibles:
Fuel
Temperatura
Humidity
Driver identification
Magnetic sensors
Tire pressure sensors
Los sensores también pueden enviar un parámetro adicional "BLE: Battery Level", que muestra cuánta carga tiene la batería del sensor BLE. Este parámetro es muy útil para comprender la vida útil restante de la batería.
Cómo usar sensores BLE en Navixy
Crear un sensor BLE no es diferente de crear uno regular.
Configure un sensor según el manual de usuario
Seleccione el sensor necesario de la lista. Normalmente los sensores BLE tienen "BLE" en la etiqueta, p. ej. BLE: Temperature #, BLE: Fuel etc.
Luego especifique otras configuraciones según sus necesidades.
¡Eso es todo! Ahora la plataforma mostrará los datos del sensor BLE tan pronto como se reciban los datos en el servidor.
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