# Беспроводные телематические датчики

Беспроводные технологии позволяют передавать значения с различных датчиков на GPS-трекеры без проводки. Существуют 2 типа беспроводных технологий, которые используют свои собственные частоты:

* Bluetooth Low Energy – 2.4 ГГц
* Ультракороткие волны – 315/433 МГц

## Что такое BLE

Bluetooth Low Energy (BLE) — это низкоэнергетическая беспроводная технология связи, которая может использоваться на коротком расстоянии для [обеспечения связи умных устройств](https://www.centare.com/blog/what_is_bluetooth_low_energy/). Технология BLE была интегрирована в Bluetooth 4.0 в декабре 2009 года.

По сравнению с классическим Bluetooth, Bluetooth Low Energy обеспечивает значительное снижение энергопотребления и стоимости при сохранении схожего радиуса действия. Это позволило производителям устройств добавить интерфейс низкоэнергетической связи в существующие решения. Она также была использована для создания новых малопотребляющих устройств, таких как [бейконЫ](https://www.navixy.com/blog/teltonika-ble-beacons/), которые могут работать от небольшой батареи в течение месяцев или даже лет.

## Как работает BLE

Bluetooth Low Energy использует множество протоколов для передачи данных, взаимодействия со всеми частями устройства и организации работы всех уровней. Ниже мы перечислим наиболее важные из них и укажем их в общей иерархии.

**Host Controller Interface (HCI)** — это протокол обмена между уровнями BLE или между микросхемами, который предоставляет доступ к настройкам конфигурации Bluetooth-устройства.

**Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP)** — отвечает за генерацию пакетов, деление фреймов, управление ошибками и сборку пакетов.

**Security Manager Protocol (SMP) –** выполняет шифрование пакетов.

**Generic Access Profile (GAP)** обеспечивает наченный обмен данными между устройствами, чтобы определить «кто есть кто».

![Архитектура BLE](https://www.navixy.com/wp-content/uploads/2021/01/ble-protocols.png)

Отдельно отметим протоколы GATT и ATT:

![](https://3533348223-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FIgDb43gtyXcm1Av4h1np%2Fuploads%2Fgit-blob-35e025a6b3e1905798957084fa3a63a94bfe5a11%2Fimagen-20231019-232843.png?alt=media)

**GATT** — аббревиатура от Generic Attribute Profile, который определяет способ передачи данных между двумя низкоэнергетическими Bluetooth-устройствами с использованием понятий, называемых сервисами и характеристиками.

Он использует общий протокол данных, называемый **attribute protocol (ATT)**, который используется для хранения сервисов, характеристик и связанных данных в простой таблице поиска с использованием 16-битных идентификаторов для каждой записи в таблице.

Структура профиля

![](https://3533348223-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FIgDb43gtyXcm1Av4h1np%2Fuploads%2Fgit-blob-f980271c6a98be20c593d5556805863c0f831a3b%2Fimagen-20231019-232914.png?alt=media)

* Attribute Handle – индекс таблицы, соответствующий атрибуту;
* Attribute Type – UUID, описывающий тип;
* Attribute Value – сами данные;
* Attribute Permissions – часть атрибута, разрешения, которые не могут быть прочитаны или записаны с помощью ATT.

GATT-профиль содержит сервисы. Сервисы используются для разделения данных на логические сущности и содержат определённые фрагменты данных, называемые характеристиками. Сервис может иметь одну или несколько характеристик, и каждый сервис отличается от других с помощью уникального числового идентификатора, называемого UUID, который может быть либо 16-битным (для официально принятых BLE-сервисов), либо 128-битным (для пользовательских сервисов).

Самое важное, что нужно помнить о GATT и соединениях — это то, что соединения являются эксклюзивными. Это означает, что периферийное BLE-устройство может быть подключено только к одному центральному устройству (мобильному телефону, GPS-трекеру и т.д.) одновременно.

Как только периферийное устройство подключается к центральному устройству, оно прекратит рекламировать себя, и другие устройства больше не смогут его видеть или подключаться к нему до тех пор, пока [существующее соединение не будет разорвано](https://learn.adafruit.com/introduction-to-bluetooth-low-energy/gatt).

Представьте, что профиль — это книжный шкаф. Каждая полка — это Service, где книга — это Characteristic. Каждая характеристика (книга) имеет атрибуты (страницы). Некоторые атрибуты обязательны, некоторые нет.

### Клиент и сервер

Чтобы понять различие между GATT-сервером и GATT-клиентом, представьте, что у вас есть GPS-трекер и датчик топлива, который является BLE-устройством. GPS-трекер поддерживает роль центра; датчик поддерживает роль периферии (чтобы установить BLE-соединение *вам требуется по одному из каждой роли*— два устройства, которые поддерживают только периферийную роль, не могли бы общаться друг с другом, так же как и два устройства, поддерживающие только центральную роль).

Как только трекер и датчик установят соединение, они начинают обмениваться метаданными GATT. Если датчик хочет передавать данные датчика на GPS-устройство, возможно, имеет смысл, чтобы датчик [выступал в роли сервера.](https://developer.android.com/guide/topics/connectivity/bluetooth-le)

GATT-клиент отправляет запросы серверу и получает от него ответы (а также инициированные сервером обновления). GATT-клиент заранее ничего не знает об атрибутах сервера, поэтому ему необходимо сначала выяснить наличие и природу этих атрибутов, выполнив обнаружение сервисов. После завершения обнаружения сервисов он может начать чтение найденных на сервере атрибутов.

GATT-сервер получает запросы от клиента и отправляет ответы обратно. Он также отправляет инициированные сервером обновления при соответствующей конфигурации и отвечает за хранение и предоставление данных клиенту, организованных в атрибуты.

## Беспроводное vs. проводное

Не секрет, что в настоящее время все технологии переходят на беспроводную связь. Ниже перечислены основные преимущества беспроводных датчиков:

* Отсутствие проводов. Его можно настроить с использованием любого физического подключения.
* Простота настройки. Легко расширять и настраивать.
* Гибкость. Беспроводные соединения более гибкие и адаптируемые.
* Экономичность. Поскольку беспроводные соединения не требуют кабелей, такие сети относительно дешевле.
* Мобильность и портативность. Легко переносить и переустанавливать в другое место.

Как видите, беспроводные соединения имеют большой список преимуществ. Все эти пункты делают установку и эксплуатацию датчиков проще и комфортнее.

В то же время стоит отметить, что проводные датчики имеют более высокую защиту от помех. Это означает, что в местах с высоким уровнем помех такие датчики будут работать более стабильно.

## Система контроля давления в шинах (TPMS)

Отдельно стоит рассмотреть [Система контроля давления в шинах](https://en.wikipedia.org/wiki/Tire-pressure_monitoring_system) (TPMS). Большинство установок TPMS передают свои данные через UHF (Ultra High Frequency) радиосвязь. Данные TPMS обычно передаются в одном из двух диапазонов частот, что зависит от географического расположения TPMS. Сигналы TPMS передаются примерно на 433 МГц в Европе и на 315 МГц в большинстве других частей мира.

![Датчик системы контроля давления в шинах](https://www.navixy.com/wp-content/uploads/2021/01/tire-pressure-monitoring-system-sensor.jpg)

Этот датчик TPMS называется системой «Direct TPMS». Она обеспечивает более точные значения давления в шинах в отличие от «Indirect TPMS», которая не использует физические датчики давления, а измеряет давление воздуха с помощью программных систем, которые, оценивая и комбинируя существующие сигналы датчиков, такие как скорости вращения колёс, акселерометры, данные трансмиссии и т.д., оценивают и контролируют давление в шинах без физических датчиков давления в колёсах.

Каждый датчик TPMS должен быть установлен в покрышке. Этот датчик устанавливает соединение с антенной, которая подключена к приёмнику. Эта система обеспечивает стабильный мониторинг давления в шинах.

![](https://3533348223-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FIgDb43gtyXcm1Av4h1np%2Fuploads%2Fgit-blob-d71847e4b4af1f217607f2a1fb4d08c35552cc20%2Fimagen-20231019-232937.png?alt=media)

## Типы BLE-датчиков

Платформа Navixy поддерживает многие типы беспроводных датчиков, которые используются для упрощения получения пользователями актуальных и точных телематических данных. Ниже вы можете найти список поддерживаемых:

* Топливо
* Температура
* Влажность
* Идентификация водителя
* Магнитные датчики
* Датчики давления в шинах

Датчики также могут отправлять дополнительный параметр "BLE: Battery Level", который показывает, сколько заряда осталось в батарее BLE-датчика. Этот параметр очень полезен для понимания оставшегося времени работы батареи.

## Как использовать BLE-датчики в Navixy

[Создание BLE-датчика](https://app.gitbook.com/s/446mKak1zDrGv70ahuYZ/guide/devices-and-settings/vehicle-sensors/measurement-sensors) никак не отличается от создания обычного датчика.

1. Настройте датчик согласно руководству пользователя
2. Выберите нужный датчик из списка. Обычно в маркировке BLE-датчиков присутствует «BLE», например BLE: Temperature #, BLE: Fuel и т.д.

![](https://3533348223-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FIgDb43gtyXcm1Av4h1np%2Fuploads%2Fgit-blob-fc640b950b833c0fafa8e262d415661fda571148%2Fimagen-20231019-233836.png?alt=media)

1. Затем укажите остальные настройки в соответствии с вашими потребностями.
2. Вот и всё! Теперь платформа будет отображать данные с BLE-датчика, как только данные будут получены на сервере.

Если вы хотите быть в курсе обновлений Navixy Academy, не стесняйтесь подписываться на нас в [Facebook](https://www.facebook.com/NavixyGPS/), [Linkedin](https://www.linkedin.com/company/navixy/) и [Twitter](https://twitter.com/NAVIXY). Если вы хотите поделиться своими комментариями, вопросами и идеями для будущих статей, пожалуйста, свяжитесь с нами также в социальных сетях.