Sensores telemáticos sem fio
Sensores BLE e UHF transmitem dados de TPMS, temperatura e ambientais para dispositivos GPS usando os protocolos GATT/ATT para monitoramento sem fio de frotas.
As tecnologias sem fio permitem a transmissão de valores de diferentes sensores para unidades de rastreamento GPS sem cabeamento. Há 2 tipos de tecnologias sem fio que usam suas próprias frequências:
Bluetooth de baixa energia – 2,4 GHz
Frequência ultra-alta – 315/433 MHz
O que é BLE
Bluetooth de baixa energia (BLE) é uma tecnologia de comunicação sem fio de baixo consumo que pode ser usada em curtas distâncias para permitir que dispositivos inteligentes se comuniquem. A tecnologia BLE foi integrada ao Bluetooth 4,0 em dezembro de 2009.
Em comparação com o Bluetooth clássico, o Bluetooth de baixa energia oferece uma redução significativa no consumo de energia e no custo, mantendo um alcance semelhante. Isso permitiu que os fabricantes de dispositivos adicionassem uma interface de comunicação de baixo consumo às soluções existentes. Ela também tem sido usada para criar novos dispositivos de baixo consumo, como beacons, que podem funcionar com uma pequena bateria por meses ou até anos.
Como o BLE funciona
O Bluetooth de baixa energia usa diversos protocolos para transmitir dados, interagir com todas as partes do dispositivo e organizar o funcionamento de todas as camadas. A seguir, listaremos os mais importantes e os indicaremos na hierarquia geral.
Interface do controlador de host (HCI) é um protocolo de troca entre camadas ou chips do BLE que fornece acesso às configurações do dispositivo Bluetooth.
Protocolo de controle e adaptação de enlace lógico (L2CAP) é responsável pela geração de pacotes, divisão de quadros, controle de erros e montagem de pacotes.
Protocolo do gerenciador de Segurança (SMP) – realiza a criptografia de pacotes.
Perfil de acesso genérico (GAP) fornece a troca inicial de dados entre dispositivos, para determinar «quem é quem».
Separadamente, destacamos os protocolos GATT e ATT:
GATT é a sigla para Perfil de atributo genérico, que define a forma como os dados são transferidos entre dois dispositivos Bluetooth de baixa energia usando conceitos chamados serviços e características.
Ele usa um protocolo de dados comum chamado protocolo de atributos (ATT), que é usado para armazenar serviços, características e dados relacionados em uma tabela de consulta simples, usando identificadores de 16 bits para cada registro na tabela.
Estrutura do Perfil
Identificador de atributo – índice da tabela correspondente ao atributo;
Tipo de atributo – UUID que descreve o tipo;
Valor do atributo – os próprios dados;
Permissões de atributo – parte de um atributo, permissões que não podem ser lidas ou gravadas usando o ATT.
O Perfil GATT contém serviços. Os serviços são usados para dividir dados em entidades lógicas e contêm blocos específicos de dados chamados características. Um serviço pode ter uma ou mais características, e cada serviço se diferencia dos demais por meio de um ID numérico exclusivo chamado UUID, que pode ter 16 bits (para serviços BLE oficialmente adotados) ou 128 bits (para serviços personalizados).
O mais importante a ter em mente sobre GATT e conexões é que as conexões são exclusivas. Isso significa que um periférico BLE só pode estar conectado a um dispositivo central (um celular, dispositivo GPS etc.) por vez.
Assim que um periférico se conecta a um dispositivo central, ele deixa de anunciar sua presença, e outros dispositivos não poderão mais vê-lo nem se conectar a ele até que a conexão existente seja encerrada.
Imagine que o Perfil é uma estante. Cada prateleira é um serviço, em que o livro é uma característica. Cada característica (livro) possui atributos (páginas). Alguns atributos são obrigatórios, outros não.
Cliente e servidor
Para entender a distinção entre o servidor GATT e o cliente GATT, imagine que você tem um dispositivo GPS e um sensor de combustível que é um dispositivo BLE. O dispositivo GPS oferece suporte à função central; o sensor oferece suporte à função periférica (para estabelecer uma conexão BLE você precisa de um de cada—duas coisas que oferecem suporte apenas à função periférica não poderiam se comunicar entre si, assim como duas coisas que oferecem suporte apenas à função central).
Depois que o dispositivo e o sensor estabelecem uma conexão, eles começam a transferir metadados GATT entre si. Se o sensor quiser informar dados do sensor ao dispositivo GPS, pode fazer sentido que o sensor atue como servidor.
O cliente GATT envia solicitações a um servidor e recebe respostas dele (e atualizações iniciadas pelo servidor). O cliente GATT não conhece antecipadamente os atributos do servidor, portanto, primeiro deve verificar a presença e a natureza desses atributos realizando a descoberta de serviços. Após concluir a descoberta de serviços, ele pode começar a ler os atributos encontrados no servidor.
O servidor GATT recebe solicitações de um cliente e envia respostas. Ele também envia atualizações iniciadas pelo servidor quando configurado para isso e é a função responsável por armazenar e disponibilizar os dados ao cliente, organizados em atributos.
Sem fio vs. cabeado
Não é segredo que, atualmente, todas as tecnologias estão migrando para a comunicação sem fio. A seguir, destacamos as principais vantagens dos sensores sem fio:
Liberdade de cabos. Pode ser configurado usando qualquer conexão física.
Fácil de configurar. É fácil expandir e configurar.
Flexibilidade. As conexões sem fio são mais flexíveis e adaptáveis.
Custo-benefício. Como as conexões sem fio não exigem cabos, essas redes são relativamente mais baratas.
Móvel e portátil. Fácil de transferir e reinstalar em outro Lugar.
Como você pode ver, as conexões sem fio têm uma extensa lista de vantagens. Todos esses pontos tornam a instalação e a operação dos sensores mais fáceis e confortáveis.
Ao mesmo tempo, vale observar que os sensores cabeados têm maior proteção contra ruído. Isso significa que, em locais com alto nível de ruído, esses sensores funcionarão de forma mais estável.
Sistema de monitoramento da pressão dos pneus (TPMS)
Separadamente, vale considerar o Sistema de monitoramento da pressão dos pneus (TPMS). A maioria das instalações de TPMS transmite seus dados via rádio UHF (frequência ultra-alta). Os dados de TPMS são normalmente transmitidos em uma de duas faixas de frequência, que depende da localização geográfica do TPMS. Os sinais de TPMS são transmitidos em cerca de 433 MHz na Europa e em 315 MHz na maior parte das outras regiões do mundo.
Esse sensor TPMS é chamado de sistema “TPMS direto”. Ele fornece valores mais precisos de pressão dos pneus do que o “TPMS indireto”, que não usa sensores físicos de pressão, mas mede as pressões do ar usando sistemas baseados em software que, ao avaliar e combinar sinais de sensores existentes, como velocidades das rodas, acelerômetros, dados do trem de força etc., estimam e monitoram a pressão dos pneus sem sensores físicos de pressão nas rodas.
Cada sensor TPMS deve ser instalado no pneu. Esse sensor estabelece a conexão com uma antena conectada a um receptor. Esse sistema fornece monitoramento estável da pressão nos pneus.
Tipos de sensores BLE
A plataforma Navixy oferece suporte a muitos tipos de sensores sem fio, usados para facilitar a obtenção de dados telemáticos atuais e precisos pelos usuários. A seguir, você encontra a lista dos tipos compatíveis:
Combustível
Temperatura
Umidade
Identificação do Motorista
Sensores magnéticos
Sensores de pressão dos pneus
Os sensores também podem enviar um parâmetro adicional “BLE: nível da bateria”, que mostra quanta carga a bateria do sensor BLE tem. Esse parâmetro é muito útil para entender a vida útil restante da bateria.
Como usar sensores BLE no Navixy
A criação de um sensor BLE não é diferente da criação de um sensor comum.
Configure um sensor de acordo com o manual do usuário
Selecione o sensor necessário na lista. Normalmente, os sensores BLE têm “BLE” no rótulo, por exemplo, BLE: Temperatura #, BLE: Combustível etc.
Em seguida, especifique outras configurações de acordo com suas necessidades.
É isso! Agora a plataforma exibirá os dados do sensor BLE assim que eles forem recebidos no servidor.
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