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. 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, 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».
Отдельно отметим протоколы GATT и ATT:
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
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.
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.
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 (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.
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.
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 никак не отличается от создания обычного датчика.
Настройте датчик согласно руководству пользователя
Выберите нужный датчик из списка. Обычно в маркировке BLE-датчиков присутствует «BLE», например BLE: Temperature #, BLE: Fuel и т.д.
Затем укажите остальные настройки в соответствии с вашими потребностями.
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, Linkedin и Twitter. Если вы хотите поделиться своими комментариями, вопросами и идеями для будущих статей, пожалуйста, свяжитесь с нами также в социальных сетях.
Последнее обновление
Это было полезно?