我們來看一個基于BLE的位置跟蹤器和BLE信標。追蹤器與LoRa技術配合使用,使它的范圍達到了幾十公里。
硬件部件:
Arduino 101 × 1個
軟件應用程序和在線服務:
Arduino IDE
基于GPS的位置跟蹤是當今非常重要的服務之一。我們使用它來導航,并使用此來跟蹤我們的貨物位置。但是您聽說過不使用GPS進行位置跟蹤的情況嗎?今天,我們將討論使用BLE和LoRa技術制作位置跟蹤器的想法。但是在此之前,我們將討論使該應用程序成為可能的模塊內部內容。我們有基于LBT01 LoRa的GPS跟蹤器和來自LoRa的BLE信標。
什么是BLE?
在開始研究和研究我們現有的BLE信標之前。我們需要了解BLE是什么以及它如何工作。BLE代表藍牙低功耗。它是由藍牙特別興趣小組設計和銷售的無線個人區域網絡技術,旨在在醫療保健,健身,信標,安全性和家庭娛樂等行業中新穎地應用。目的是在保持相似的通信范圍的同時,顯著降低功耗和成本。低功耗藍牙技術在與經典藍牙技術相同的頻譜范圍(2.400–2.4835 GHz ISM頻段)中運行,但使用不同的信道集。低功耗藍牙具有40個2 MHz信道,而不是經典的藍牙79個1 MHz信道。在信道內,數據使用高斯頻移調制進行傳輸,類似于經典藍牙的基本速率方案。比特率是1 Mbit / s(在Bluetooth 5中選擇為2 Mbit / s),最大發射功率是10 mW(在Bluetooth 5中為100 mW)。低功耗藍牙使用跳頻來解決窄帶干擾問題。經典藍牙也使用跳頻,但細節有所不同。結果,雖然FCC和ETSI都將藍牙技術歸類為FHSS方案,但低功耗藍牙被歸類為使用數字調制技術或直接序列擴頻的系統。最大發射功率為10毫瓦(藍牙5中為100毫瓦)。低功耗藍牙使用跳頻來解決窄帶干擾問題。經典藍牙也使用跳頻,但細節有所不同。結果,雖然FCC和ETSI都將藍牙技術歸類為FHSS方案,但低功耗藍牙被歸類為使用數字調制技術或直接序列擴頻的系統。最大發射功率為10毫瓦(藍牙5中為100毫瓦)。低功耗藍牙使用跳頻來解決窄帶干擾問題。經典藍牙也使用跳頻,但細節有所不同。結果,雖然FCC和ETSI都將藍牙技術歸類為FHSS方案,但低功耗藍牙被歸類為使用數字調制技術或直接序列擴頻的系統。
這里也使用LoRa技術,但今天我們不再討論。
內部LBT1 LoRaWAN BLE室內追蹤器
LBT1是一種遠程/低功耗LoRaWAN藍牙跟蹤器。它類似于基于LoRaWAN的GPS跟蹤器,我們之前使用了一些項目。
LBT1掃描并找到最近的i-Beacon信息,并通過LoRaWAN無線網絡將其發送到IoT服務器。IoT Server應該為信標預先配置位置映射,以便跟蹤LBT1跟蹤器的位置。LBT1定位于人和物的室內定位。LBT1具有運動檢測功能,它還將檢測步行步驟并上行傳輸該值。LBT1由1000mA可充電鋰電池和充電電路供電,目標是在較短的跟蹤上行鏈路間隔內進行實時跟蹤。
LBT1的技術規格是:-
閃存:192KB
內存:20KB
EEPROM:6KB
時鐘速度:32Mhz
這是來自Dragino的LBT1 LoRaWAN BLE跟蹤器的簡短介紹。現在,我們將討論此跟蹤器中的內容。當我們打開設備的白色外殼時,我們會看到Tracker的PCB。蓋子上沒有什么東西,除了覆蓋LED的半透明硅和紅色大按鈕。進入PCB板時,我們有一個按鈕,可以用作SOS按鈕,也可以將其編程用于任何其他目的。我們有一個電源開關可以打開或關閉設備。除此之外,用于提供連接和控制設備的主要組件如下所列:
BLE芯片:它具有Nordic的NRF52832 BLE芯片。它是提供藍牙連接性并覆蓋BLE Beacon進行的所有通信的芯片。要對此進行詳細研究,您可以從此處轉到其數據表。
基于STM32的微控制器:該跟蹤器裝有STM32L072CZT6微控制器。它是此Tracker的大腦和心臟。它控制節點內部進行的所有通信以及節點功能所需的所有其他必要控制部分。
RFM95 LoRa芯片:這是負責與此節點進行的所有基于LoRa的通信的芯片。它將節點連接到網關,并將數據發送到該網關。它也帶有可彎曲的天線,該天線可彎曲到板下方。您可以從此處詳細了解此內容,并從此處獲取有關此模塊的其他信息。
我們還有一個電池管理芯片,一個編程器芯片和一個USB端口,通過它們我們可以對設備充電和編程。我們還有4個引腳,可用于對基于STM32的微控制器進行編程以根據我們的需求運行。引腳為RST,CLK,DIO和GND。在板子下面,我們有一個1000 mAh電池,可為設備供電并保持打開狀態。它是可充電電池。因此,所有這些組件共同構成了LBT1 LoRaWAN BLE室內跟蹤器,可用于各種跟蹤應用中。
您可以從這里獲取LBT1跟蹤器。
BLE信標內部
到現在為止,我們已經討論了什么是BLE,然后,我們打開并檢查了LBT1 LoRaWAN BLE室內跟蹤器的內部內容。現在,我們將了解什么是BLE信標以及其中的內容。為此,我們有來自Dragino的BLE Beacon。您可以從這里獲取它們。顧名思義,BLE信標是通過藍牙低功耗通信的信標。信標設備是小型無線電發射器,策略性地安裝在各個位置,可以廣播給定范圍內的低能耗藍牙信號。此范圍取決于硬件功能。信標設備平均可以將BLE信號傳輸到80米。來自信標的BLE信號能夠觸發與該位置有關的特定操作。信標通過BLE通道發送一個ID號,大約每秒10次。信標附近的支持藍牙的設備將獲取此ID號,并執行為信標編程的任務。
現在,我們將看到這些信標中的內容。打開信標的外殼時,我們看到了一個很小的簡單PCB。它上面有一個按鈕,用于打開或關閉信標。它還具有CR2032電池,該電池是光滑的3V紐扣電池,可為設備供電。由于BLE信號消耗的電量很少,因此該電池可持續使用4-5年。它具有電池座,陶瓷天線和晶體振蕩器,但信標的核心是Nordic的NRF52832 BLE芯片。該芯片負責與此信標在BLE上發生的所有通信。您可以從這里詳細了解該芯片。所有信標都有其自己的ID號,以使其與其他信標區分開。
基于BLE的室內位置跟蹤器
我們已經了解了制作此Tracker所需的組件,現在,我們可以繼續了解此Tracker如何工作。跟蹤器在要跟蹤的對象具有指定移動路徑的位置進行跟蹤時很有用。那就是對象將一次又一次地穿越相同的路徑。例如,如果我們需要跟蹤倉庫中某些自動駕駛自動叉車的運動。我們將要做的是,將LBT1 LoRaWAN BLE跟蹤器放置在每個要跟蹤的設備上,然后根據要跟蹤的設備數量,選擇合適的LoRaWAN網關并在其中進行配置以便將數據從跟蹤器發送到網關。之后,我們將確定可以放置BLE信標的某些位置。需要選擇周圍障礙物較少的位置,因為這將有助于增加信標可以覆蓋的范圍。同樣,信標的放置方式應使整個路徑都被信標覆蓋。現在,只要Tracker進入任何信標范圍,帶有Tracker的設備都將被移動。它將信標的ID號發送到網關,然后從網關發送到服務器,從那里可以輕松地檢查數據。以這種方式,設備將能夠對設備所遵循的路徑進行檢查,并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。同樣,信標的放置方式應使整個路徑都被信標覆蓋。現在,只要Tracker進入任何信標范圍,帶有Tracker的設備都將被移動。它將信標的ID號發送到網關,然后從網關發送到服務器,從那里可以輕松地檢查數據。以這種方式,設備將能夠對設備所遵循的路徑進行檢查,并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。同樣,信標的放置方式應使整個路徑都被信標覆蓋。現在,只要Tracker進入任何信標范圍,帶有Tracker的設備都將被移動。它將信標的ID號發送到網關,然后從網關發送到服務器,從那里可以輕松地檢查數據。以這種方式,設備將能夠對設備所遵循的路徑進行檢查,并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。它將信標的ID號發送到網關,然后從網關發送到服務器,從那里可以輕松地檢查數據。以這種方式,設備將能夠對設備所遵循的路徑進行檢查,并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。它將信標的ID號發送到網關,然后從網關發送到服務器,從那里可以輕松地檢查數據。以這種方式,設備將能夠對設備所遵循的路徑進行檢查,并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。
因此,這就是基于BLE信標和Dragino的LBT1 LoRaWAN室內BLE跟蹤器的基于BLE的室內跟蹤器的想法。我們還深入了解了這些設備內部的功能,使它們能夠執行所有這些操作。
責任編輯:pj
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