Sensores telemáticos sem fio
As tecnologias sem fio permitem a transmissão de valores de diferentes sensores para unidades de rastreamento GPS sem cabeamento. Existem 2 tipos de tecnologias sem fio que usam suas próprias frequências:
Bluetooth Low Energy – 2,4 Hhz
Frequência ultra-alta – 315/433 MHz
O que é BLE
Bluetooth Low Energy (BLE) é uma tecnologia de comunicação sem fio de baixo consumo que pode ser usada em curta distância 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 Low Energy 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. Também passou a ser usado 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 Low Energy usa vários protocolos para transmitir dados, interagir com todas as partes do dispositivo e organizar o trabalho de todas as camadas. A seguir, listaremos os mais importantes e os situaremos na hierarquia geral.
Host Controller Interface (HCI) é um protocolo de troca entre camadas ou entre chips do BLE que fornece acesso às configurações de configuração do dispositivo Bluetooth.
Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) é responsável pela geração de pacotes, divisão de quadros, controle de erros e montagem de pacotes.
Security Manager Protocol (SMP) – realiza a criptografia de pacotes.
Generic Access Profile (GAP) fornece a troca inicial de dados entre dispositivos, para determinar «quem é quem».
Separadamente, observamos os protocolos GATT e ATT:
GATT é a sigla de Generic Attribute Profile, que define a forma como os dados são transferidos entre dois dispositivos Bluetooth de baixo consumo 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 da tabela.
Estrutura do perfil
Attribute Handle – índice da tabela correspondente ao atributo;
Attribute Type – UUID que descreve o tipo;
Attribute Value – os próprios dados;
Attribute Permissions – 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 os dados em entidades lógicas e contêm blocos específicos de dados chamados características. Um serviço pode ter uma ou mais características, e cada serviço se distingue dos outros 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).
A coisa mais importante a lembrar em relação ao GATT e às conexões é que as conexões são exclusivas. Isso significa que um periférico BLE só pode ser conectado a um dispositivo central (um telefone celular, rastreador GPS etc.) por vez.
Assim que um periférico se conecta a um dispositivo central, ele deixará de se anunciar e os outros dispositivos não poderão mais vê-lo nem se conectar a ele até que a conexão existente seja interrompida.
Imagine que o perfil seja uma estante de livros. Cada prateleira é um Serviço, em que o livro é uma Característica. Cada característica (livro) tem atributos (páginas). Alguns atributos são obrigatórios, outros não.
Cliente e servidor
Para entender a distinção entre servidor GATT e cliente GATT, imagine que você tenha um rastreador GPS e um sensor de combustível que é um dispositivo BLE. O rastreador GPS suporta a função central; o sensor suporta a função periférica (para estabelecer uma conexão BLE é necessário um de cada—duas coisas que suportam apenas a função periférica não poderiam se comunicar entre si, nem duas coisas que suportam apenas a função central).
Depois que o rastreador 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 aja como o servidor.
O cliente GATT envia solicitações a um servidor e recebe respostas (e atualizações iniciadas pelo servidor) dele. O cliente GATT não sabe nada antecipadamente sobre os atributos do servidor, então primeiro precisa investigar a presença e a natureza desses atributos realizando a descoberta de serviços. Depois de 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 de volta. 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. cabos
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:
Livre de cabos. Pode ser configurado usando qualquer conexão física.
Fácil de configurar. É fácil expandir e configurar.
Flexibilidade. 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 local.
Como você pode ver, as conexões sem fio têm uma longa 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 com fio 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 a pena considerar o Sistema de monitoramento da pressão dos pneus (TPMS). A maioria das instalações de TPMS transmite seus dados via rádio UHF (Ultra High Frequency). Os dados de TPMS normalmente são transmitidos em uma de duas faixas de frequência, dependendo 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 do restante do mundo.
Este sensor TPMS é chamado de sistema “Direct TPMS”. Ele fornece valores de pressão dos pneus mais precisos, em vez do “Indirect TPMS”, que não usa sensores físicos de pressão, mas mede a pressão do ar usando sistemas baseados em software que, ao avaliar e combinar sinais de sensores existentes, como velocidade 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 proporciona um monitoramento estável da pressão dos pneus.
Tipos de sensores BLE
A plataforma Navixy suporta muitos tipos de sensores sem fio, usados para facilitar aos usuários a obtenção de dados telemáticos reais e precisos. A seguir, você pode encontrar a lista dos suportados:
Combustível
Temperatura
Umidade
Identificação do motorista
Sensores magnéticos
Sensores de pressão dos pneus
Os sensores também podem enviar um parâmetro adicional "BLE: Battery Level", 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 na Navixy
Criar um sensor BLE não é diferente de criar 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: Temperature #, BLE: Fuel etc.
Depois, especifique outras configurações de acordo com suas necessidades.
É isso! Agora a plataforma mostrará os dados do sensor BLE assim que os dados forem recebidos no servidor.
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