- Τι είναι το Bluetooth Low Energy (BLE);
- Πώς χρησιμοποιεί η τεχνολογία iBeacon BLE;
- Πώς είναι σημαντικό το iBeacon;
- Απαιτούμενα στοιχεία
- Ρύθμιση της μονάδας HM10 BLE σε λειτουργία iBeacon
- Χρήση της εφαρμογής Android BLE Scanner για iBeacon
Οι όροι τεχνολογίας Beacon και iBeacon χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά. Το iBeacon παρουσιάστηκε από την Apple και είναι η εφαρμογή της ασύρματης τεχνολογίας Bluetooth χαμηλής ενέργειας (BLE) για την παροχή διαφορετικού τρόπου πληροφοριών και υπηρεσιών βάσει τοποθεσίας στα iPhone της Apple και σε άλλες συσκευές iOS. Το τεχνολογικό πρότυπο επιτρέπει στις Εφαρμογές για κινητές συσκευές (που λειτουργούν σε συσκευές iOS και Android) να συλλέγουν τις πληροφορίες από τα Beacons στον φυσικό κόσμο και να εμφανίζουν τις πληροφορίες στα Τηλέφωνα.
Τι είναι το Bluetooth Low Energy (BLE);
Το BLE είναι παρόμοιο με το πρωτόκολλο Bluetooth με διαφορά κατανάλωσης ενέργειας. Το BLE είναι μια τεχνολογία ασύρματου προσωπικού δικτύου που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση δεδομένων σε μικρή απόσταση και έχει σχεδιαστεί για χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Το BLE σχεδιάστηκε για να λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα ακόμη και χρησιμοποιώντας μια μπαταρία νομίσματος CR2032. Το BLE διατηρεί το εύρος επικοινωνίας παρόμοιο με το προηγούμενο Classic Bluetooth.
Πώς χρησιμοποιεί η τεχνολογία iBeacon BLE;
Με την τεχνολογία iBeacon, η Apple έχει τυποποιήσει τη μορφή διαφήμισης BLE. Η τυπική μορφή αποτελείται από τέσσερα κύρια κομμάτια που είναι UUID, Major, Minor, Tx Power. Για να κατανοήσετε πιο καθαρά τους Όρους, ακολουθήστε ένα παράδειγμα της Apple Electronics όπου ο αριθμός των καταστημάτων πρέπει να ρυθμιστεί σε διαφορετικές χώρες. Η περιγραφή του καθενός έχει ως εξής:
UUID: Το UUID είναι μια συμβολοσειρά 16 byte που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του αριθμού Beacon από μια μεγάλη ομάδα Beacons. Αυτό προσδιορίζει τα Beacons για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Για παράδειγμα, εάν η Apple διατηρεί μια αλυσίδα Ηλεκτρονικού καταστήματος εκτός σύνδεσης, τότε όλο το Beacon θα μοιραστεί το ίδιο UUID που λέει ότι ο φάρος ανήκει στην Apple.
Major: Αυτή είναι μια συμβολοσειρά 2 byte που χρησιμοποιείται για την αναγνώριση μικρότερης ομάδας Beacon από μια μεγάλη ομάδα του Beacon. Έτσι, εάν το Beacon ανήκει στην Apple και η Apple έχει ρυθμίσει 10 beacons σε μια πόλη για 10 καταστήματα, τότε η Apple θα γνωρίσει ποια beacon ανήκουν σε ποιο κατάστημα στην ίδια πόλη.
Μικρά: Αυτή είναι μια συμβολοσειρά 2 byte που χρησιμοποιείται για την αναγνώριση του μεμονωμένου Beacon από μια ομάδα Beacons. Ας υποθέσουμε ότι η Apple έχει ρυθμίσει 50 Beacons σε ένα κατάστημα, οπότε χρησιμοποιώντας το Minor, η Apple θα μπορεί να βρει αυτό που βρίσκεται ο πελάτης στο κατάστημα.
Ισχύς Tx: Η ισχύς Tx χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της εγγύτητας ή της απόστασης από το φάρο. Η εγγύτητα πρέπει να επιλέγεται πριν από τη βαθμονόμηση και πρέπει να είναι κωδικοποιημένη εκ των προτέρων. Η επιλεγμένη εγγύτητα δίνει μια εκτιμώμενη απόσταση που πρέπει να ληφθεί ως βασική γραμμή από συσκευές.
Για παράδειγμα: Το Beacon που έχει ήδη ρυθμιστεί και μεταδοθεί θα μοιάζει με το εξής:
UUID: 36BFDA543784CAD5
Ταγματάρχης: 45
Μικρά: 7
Θα ορίσουμε όλες αυτές τις παραμέτρους σε αυτό το σεμινάριο χρησιμοποιώντας ένα σύνολο BLE Module σε λειτουργία iBeacon.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την τεχνολογία BLE, ελέγξτε το προηγούμενο άρθρο μας για το BLE με ESP32
Πώς είναι σημαντικό το iBeacon;
Με την αυξανόμενη δημοτικότητα του Target Margeting, το iBeacon μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο. Με τη δημιουργία δικτύου iBeacon, κάθε επωνυμία, έμπορος λιανικής ή κατάστημα θα μπορεί να εντοπίσει τη δραστηριότητα και άλλα σημαντικά δεδομένα συμπεριφοράς πελατών, τα οποία μπορούν περαιτέρω να χρησιμοποιηθούν για την αποστολή πολύ σημαντικών, συμφραζομένων και υπερ-τοπικών στο smartphone του πελάτη. Λαμβάνοντας παράδειγμα της Apple όπως παραπάνω, ας υποθέσουμε ότι ένας πελάτης με smartphone περνάει κοντά σε ένα ηλεκτρονικό κατάστημα της Apple.
Όταν η εφαρμογή που είναι εγκατεστημένη στο smartphone του πελάτη ακούει ένα iBeacon εγκατεστημένο στο κατάστημα, η εφαρμογή μπορεί να στείλει τα δεδομένα μέσω του iBeacon με όλες τις προσφορές και τις λεπτομέρειες του καταστήματος. Εάν ο πελάτης θεωρήσει την προσφορά ελκυστική και θέλει να αγοράσει, τότε μπορεί να εισέλθει και να αγοράσει από το κατάστημα. Εκτός από αυτό, το iBeacon μπορεί να έχει κάποιες άλλες εφαρμογές όπως πληρωμές, αναλυτικά στοιχεία αγορών / πελατών και εφαρμογές σε αεροδρόμια, θεματικά πάρκα, χώρους συναυλιών και πολλούς άλλους τομείς. Το δυναμικό της τεχνολογίας iBeacon είναι απεριόριστο και δεν έχει ακόμη ανακαλυφθεί.
Σε αυτό το σεμινάριο, θα παρουσιάσουμε το iBeacon χρησιμοποιώντας τη μονάδα HM10 BLE που βασίζεται σε Bluetooth 4.0. Αλλά πριν ξεκινήσετε, είναι σημαντικό να ρίξετε μια ματιά στο Πώς να αλλάξετε ή να αναβοσβήσετε το Firmware of Clone HM-10 module εάν χρησιμοποιείτε ένα Cloned HM10 Module, καθώς τα περισσότερα HM10 module που διατίθενται στην αγορά είναι κλωνοποιημένα. Χρησιμοποιήσαμε επίσης τη μονάδα Bluetooth HM10 με το Arduino για τον έλεγχο ενός LED.
Αυτό το σεμινάριο HM10 BLE iBeacon θα δείξει πώς να ρυθμίσετε τη μονάδα HM10 ως iBeacon και να ανακαλύψετε τις λεπτομέρειες της, όπως το RSSI (Proximity, Distance) σε εφαρμογή Android.
Απαιτούμενα στοιχεία
Σκεύη, εξαρτήματα:
- Ενότητα HM10 BLE
- Μετατροπέας USB σε TTL
- Άλτες
Λογισμικό:
- Arduino IDE
- Εφαρμογή Android (σαρωτής BLE)
Το BLE HM10 που χρησιμοποιείται σε αυτό το σεμινάριο χρησιμοποιεί το firmware HM10 v540 διαθέσιμο στον επίσημο ιστότοπο jnhuamao.
Ρύθμιση της μονάδας HM10 BLE σε λειτουργία iBeacon
Αρχικά ρυθμίστε τη μονάδα BLE HM10 στη λειτουργία iBeacon. Για να ρυθμίσετε το HM10 σε λειτουργία iBeacon, απλώς ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα.
- Συνδέστε τη μονάδα HM10 και το μετατροπέα USB / TTL με τις ακόλουθες συνδέσεις.
Καρφίτσες μονάδας HM10 |
Μετατροπέας USB / TTL |
Rx |
Τχ |
Τχ |
Rx |
Vcc |
5V |
Gnd |
Gnd |
- Ανοίξτε το Arduino IDE και επιλέξτε τη θύρα COM του μετατροπέα USB / TTL
- Τώρα ανοίξτε το Serial Monitor του Arduino IDE και επιλέξτε το Baud Rate του '9600' και επίσης επιλέξτε το 'No Line Ending' στο Serial Monitor.
- Πληκτρολογήστε τις ακόλουθες εντολές AT σε λειτουργία ακολουθίας το ένα μετά το άλλο, αφού λάβετε ΟΚ απόκριση από το HM10.
AT + RENEW
AT + RESET
ΣΤΟ
AT + MARJ0x1000
AT + MINO0x0007
AT + ADVI5
AT + NAMEiBeacon
AT + ADTY3
AT + IBEA1
AT + DELO2
AT + PWRM0
AT + RESET
Σημείωση: Οι τιμές με κόκκινο χρώμα στην εντολή AT είναι διαμορφώσιμες από τον χρήστη. Μπορεί να αλλάξει από τον χρήστη σύμφωνα με τα παραδείγματά του.
Η περιγραφή όλων των εντολών AT που χρησιμοποιούνται παραπάνω έχει ως εξής:
- AT + RENEW (Επαναφέρει τις εργοστασιακές προεπιλογές)
- AT + RESET (Επανεκκίνηση του HM10)
- AT (δοκιμή AT)
- AT + MARJ0x1000 (Ορίζει τον κύριο αριθμό iBeacon σε 0x1000 HEX που μετατράπηκε σε 4096 σε DEC)
- AT + MINO0x0007 (Σετ δευτερεύοντος αριθμού iBeacon σε 0x1000 HEX μετατραπεί σε 4096 σε DEC)
- AT + ADVI5 (Ορίζει το διαφημιστικό διάστημα σε 5 δηλαδή 546,25 χιλιοστά του δευτερολέπτου)
- AT + NAMEiBeacon (Ορίστε το όνομα της μονάδας HM-10 σε iBeacon. Αλλάξτε το ανάλογα με τη χρήση)
- AT + ADTY3 (Ορίζει το HM10 μη συνδεόμενο για εξοικονόμηση ενέργειας και κανένας πελάτης δεν μπορεί να συνδεθεί στη μονάδα βοηθά στην εξοικονόμηση περισσότερης ισχύος)
- AT + IBEA1 (Ενεργοποιεί τη λειτουργία iBeacon σε HM10)
- AT + DELO2 (Ρυθμίζει το iBeacon σε λειτουργία Broadcast μόνο για εξοικονόμηση ενέργειας. Το HM10 μπορεί να μεταδώσει την παρουσία του και να σαρώνει άλλες συσκευές καθώς είναι ένας πομποδέκτης Bluetooth)
- AT + PWRM0 (Ενεργοποιεί το HM10 σε αυτόματο ύπνο και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας από 8 σε 0,18 mA. Ωστόσο, το iBeacon θα μεταδίδεται πάντα)
Μετά την εκτέλεση όλων των σειρών παρακολούθησης AT Commands φαίνεται όπως παρακάτω:
Η απάντηση AT Commands εκτυπώνεται σειριακά χωρίς καμία νέα γραμμή. Μπορείτε εύκολα να κάνετε τη διαφορά μεταξύ απάντησης δύο εντολών AT αφού μετά από κάθε εντολή AT, το HM10 απαντά εντάξει. Έτσι, εάν η εντολή είναι AT + RENEW τότε το HM10 θα απαντήσει OK + RENEW και παρόμοια για άλλες εντολές AT.
. Μπορεί πλέον να μεταδίδει UUID, Major, Minor και άλλες λεπτομέρειες. Για να δείτε τις αναμεταδοθείσες λεπτομέρειες, υπάρχει διαθέσιμος αριθμός εφαρμογών Android iBeacon, κατεβάστε οποιαδήποτε εφαρμογή Android iBeacon από το Play Store ή το κατάστημα Apple και θα μπορείτε να βρείτε το σετ λειτουργικών μονάδων HM10 σε λειτουργία iBeacon. Σε αυτό το σεμινάριο χρησιμοποιούμε μια εφαρμογή Android " BLE Scanner ".
Για να απενεργοποιήσετε τη λειτουργία iBeacon, απλώς χρησιμοποιήστε την εντολή AT + IBEA0. Και στη συνέχεια να κάνει διαφήμιση σάρωσης Απάντηση Συνδεόμενο με την αποστολή AT + ADTY0. Και μετά απλώς επαναφέρετε το HM10 στέλνοντας AT + RESET.
Χρήση της εφαρμογής Android BLE Scanner για iBeacon
- Κατεβάστε την εφαρμογή BLE Scanner από το Play Store και ανοίξτε την.
- Η οθόνη μοιάζει παρακάτω.
- Η καρτέλα "Κοντά από" θα χρησιμοποιηθεί για να δείτε όλα τα διαθέσιμα iBeacons. Για να ξεκινήσετε την αναζήτηση για το iBeacon, τραβήξτε προς τα κάτω την οθόνη ή μεταβείτε στο εικονίδιο αναζήτησης στην επάνω δεξιά γωνία της οθόνης. Αυτό θα ξεκινήσει την αναζήτηση για το iBeacons.
- Αφού κάνετε αναζήτηση στο iBeacon, θα μπορείτε να δείτε τα RSSI, UUID, Major και Minor του iBeacon. Το RSSI θα αλλάξει εάν αφαιρέσετε το κινητό ή το iBeacon το ένα από το άλλο. Εδώ σε αυτήν την οθόνη, το RSSI είναι (-50). Αυτό φαίνεται στο βίντεο επίδειξης που δίνεται στο τέλος αυτού του άρθρου.
- Αφού αφαιρέσετε το smartphone από το iBeacon HM10, η τιμή RSSI αλλάζει από -50 σε -81. Αυτές οι τιμές θα συνεχίσουν να αλλάζουν εάν μετακινήσετε μία από τις συσκευές.
Οι αποδεκτές τιμές σήματος RSSI έχουν ως εξής:
Ισχύς σήματος |
TL; Δρ |
Απαιτείται για |
|
---|---|---|---|
-30 dBm |
Φοβερο |
Μέγιστη εφικτή ισχύς σήματος. Ο πελάτης μπορεί να απέχει μόνο λίγα μέτρα από το AP για να το επιτύχει. Δεν είναι τυπικό ή επιθυμητό στον πραγματικό κόσμο. |
ΟΧΙ |
-67 dBm |
Πολύ καλά |
Ελάχιστη ισχύς σήματος για εφαρμογές που απαιτούν πολύ αξιόπιστη, έγκαιρη παράδοση πακέτων δεδομένων. |
VoIP / VoWiFi, ροή βίντεο |
-70 dBm |
εντάξει |
Ελάχιστη ισχύς σήματος για αξιόπιστη παράδοση πακέτων. |
Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, ιστός |
-80 dBm |
ΟΧΙ καλα |
Ελάχιστη ισχύς σήματος για βασική συνδεσιμότητα. Η παράδοση πακέτων μπορεί να μην είναι αξιόπιστη. |
ΟΧΙ |
-90 dBm |
Αχρησιμοποίητο |
Πλησιάζει ή πνίγεται στο θόρυβο. Οποιαδήποτε λειτουργικότητα είναι πολύ απίθανη. |
ΟΧΙ |
- Για να βρείτε το iBeacon στην προβολή εγγύτητας, απλώς μεταβείτε στο εικονίδιο εγγύτητας στην επάνω δεξιά γωνία ακριβώς δίπλα στο εικονίδιο αναζήτησης. Η οθόνη θα εμφανίσει όλα τα διαθέσιμα iBeacon με σήμα RSSI.
Αυτό ολοκληρώνει το σεμινάριο για τη ρύθμιση της μονάδας HM10 BLE ως iBeacon. Εάν έχετε οποιαδήποτε αμφιβολία ή πρόταση, τότε γράψτε στο φόρουμ μας ή σχολιάστε παρακάτω.