❶ 哈啰藍牙信標專利確認:單車有序停放不是夢,能夠解決單車亂放的現象嗎
單車有序停放依然存在著一定的問題,現在市面上共享單車特別多,但是共享單車有序停放還存在一些瑕疵,如果考慮使用藍牙解決這些問題可能還需要一段時間,畢竟現目前來看亂停亂放還會是常態。
一般來講共享單車有序停放必須要經過嚴格的落實才行。現在很多城市共享單車亂停亂放已經成了常態,想要有序地使共享單車停放,估計還是需要花一定時間。
一、短時間內很難解決
從目前來看,想要完善單車的有序停放可能是完成不了的事情,畢竟現在各大城市共享單車分布的點非常的廣,而且使用率特別的高,對普通的單車而言,想要解決這一問題可能比較難,大部分都是通過人工來解決有序停放單車的問題,想要通過藍牙智能化解決,可能短時間之內是解決不了的。
❷ BLE廣告和信標
BLE廣告是藍牙低功耗最重要的方面之一。 了解如何正確使用廣告可以幫助你降低功耗,加快連接速度,提高可靠性。 我們將要了解他們的工作原理以及如何使用它們。
藍牙智能(Bluetooth Smart)有兩種通信方式。 第一種通信方式是使用廣告,其中BLE外圍設備向其周圍的每個設備廣播數據包。 然後,接收設備可以對該信息進行操作或連接以接收更多信息。 第二種通信方式是使用連接來接收數據包,外圍和中心都發送數據包。 我們將重點放在廣告上,原因有幾個:
廣告是有意設計為單向的。 中央 設備無法在沒有連接的情況下將任何數據發送到外圍設備。 但是單個外設可以向該區域的多個主設備發送廣告。
在我們進入廣告包發送之前,我們想談談一下BLE物理層。 物理層負責在空中實際發送信號。 這包括實際的射頻收發器。
藍牙低功耗與經典藍牙具有一些相似之處。 兩者都使用2.4GHz頻譜。 基本速率(BR)和BLE均採用1Mbps的GFSK調制,但其調制指數不同。 增強數據速率(EDR)使用與GFSK完全不同的調制。 經典藍牙與LE的40個頻道相比有79個頻道。 通道間隔也不同。 這兩個差異使LE和經典藍牙不同,不兼容,所以他們無法溝通。 雙模式射頻,像CC256x,通過切換其調制參數和運行頻道來支持LE和經典藍牙。
用於藍牙的2.4GHz頻譜從2402MHz延伸到2480MHz。 LE使用40個1MHz寬的信道,編號為0到39,每個信道分開2MHz。
頻道37,38和39僅用於發送廣告包。 其餘的用於連接期間的數據交換。 我們對這3個頻道的情況感興趣,這就是我們在這里介紹的內容。
在BLE廣告期間,BLE外圍設備一個接一個地在3個廣告信道上發送數據包。 掃描設備或信標的中央設備將收聽這些頻道的廣告數據包,這有助於其發現附近的設備。
頻道37,38和39有目的地分布在2.4GHz頻譜上。 頻道37和頻道39是頻帶中的第一個和最後一個頻道,而頻道38在中間。 如果任何一個廣告頻道被阻止,其他頻道可能是空閑的,因為它們分開了相當多的帶寬。
這是特別真實的,因為干擾BLE的大多數其他設備是窄帶。 頻道38特別放在Wi-Fi頻道1和6之間,所以它避開了Wi-Fi信號。 廣告頻道的寬間距有助於BLE更好地管理來自Wi-Fi,經典藍牙,微波爐,嬰兒監視器等的干擾,以確保廣告成功。
當BLE外圍設備處於廣告模式時,在每個廣告頻道上周期性地發送廣告包。 分組之間的時間間隔具有固定間隔和隨機延遲。
你可以將固定間隔設置為從20ms到10.24秒,步長為0.625ms。 隨機延遲是自動添加的從1ms到10ms的偽隨機值。 這種隨機性有助於減少不同設備的廣告之間的碰撞的可能性。 我們提到過廣告對於發現設備至關重要,所以不惜一切代價避免沖突是非常重要的。 這是藍牙智能(Bluetooth Smart)使用的另一種方式來提高穩健性。
你可能會想,我只想在一個或兩個頻道上做廣告,而不是全部三個來節省電量。 由於干擾的影響,大多數公司都對這種做法感到沮喪。 如果你選擇的頻道被阻止,你的設備將無法正常工作。 例如,蘋果建議在所有3個頻道上都進行廣告,其他製造商也同樣如此。
廣告間隔與連接間隔是分開獨立的。 因此,即便你的設備形成連接的速度較慢,連接建立後也不會阻止你快速發送數據。
藍牙規范在藍牙LE中定義了兩個數據單元的頂級數據包。 分組本身具有包括前同步碼和接入地址以及CRC的若幹部分。
用於廣告信道的分組數據單元(稱為廣告信道PDU)包括2位元組報頭和6到37位元組的可變有效載荷。 有效載荷的實際長度由 廣告信道PDU 的報頭中的6位長度欄位來定義。
請注意,廣告有幾種PDU類型,但我們將主要關注 ADV_IND 和 ADV_NONCONN_IND 。 ADV_IND是一個通用的廣告,通常是最常見的。 這是通用的,因為它沒有被定向(not directed),並且它是可連接的(connectable),這意味著中央設備可以連接到正在發送此廣告的外圍設備,並且不指向特定的中央設備。
當外圍設備發送ADV_IND廣告時,它正在幫助諸如智能手機的中央設備找到它。 一旦找到,中央設備就可以開始連接過程。
ADV_NONCONN_IND是當外設不想接受連接時所使用的廣告類型,這在信標(Beacons)中是典型的。
正確的廣告方式取決於你的應用,無論你要形成快速連接還是完全避免連接。
廣告信道PDU本身具有取決於廣告PDU類型的有效載荷。 上圖顯示了ADV_IND有效載荷。 該有效載荷具有6位元組的 廣告地址 和可變數量的廣告數據結構。
在考慮廣告地址後(通常將其稱為藍牙MAC地址,盡管可能會隨意更改),實際的廣告數據結構僅有37 - 6 = 31位元組。 這還必須包括長度,類型和數據本身。
我們瀏覽了幾個層次,你可以看到BLE封裝了大量數據。 這為你提供了很多靈活性來支持最適合你產品的不同行為。
在最低級別,廣告有31個位元組可以廣告任何數量的不同的東西。 你可以在藍牙Sig網站上查看廣告數據類型的 完整列表 ,每種數據類型都指定了有效載荷中不同的數據標准。
一些最常用的 廣告數據類型 是:
由於廣告數據結構的數量是可變的,你可以根據需要進行組合。
建立廣告最重要的部分是獲取正確的信息到中央設備(智能手機或獨立的中央設備),這通常取決於對你的產品什麼最重要。 如果你的產品提供獨特的服務,你可以廣告這些服務,以便智能手機可以區分你的產品和附近的其他產品。 例如,Beacons具有諸如獨特的UUID,功率級別和其他對於查找和使用Beacons很重要的特性的定製數據。
藍牙SIG還具有製造商特定的0xFF數據類型,因此你可以靈活地定義自己的自定義有效負載。 蘋果公司為iBeacons做了這一工作,它將標準的廣告數據類型與製造商特定的一起組合。
定義自己的廣告給你很大的力量,但是需要由你自己找到最好的方法來達到你想要的地方。
雖然每個應用程序都是不同的,但外設廣告其提供的最重要或最獨特的服務是連接到它的最簡單方式,在許多產品中都是有意義的。當iPhone或Android正在尋找設備時,它可以使用定製服務UUID來查找要與其通話的確切設備並過濾掉其他設備。 搜索特定地址是不太可能的,但是找到具有唯一ID的設備更容易。
例如,假設你的產品是小型光感測器。 你可以使用唯一的128位UUID創建自定義服務。 然後,通過將UUID包括在廣告包中,iPhone可以忽略除了你的產品之外的所有其他設備。 這樣可以快速找到設備,因為你無需連接到每個設備來發現其功能。
這在節電方面也很好。 新一代的智能手機正在越來越多的在低水平上決策和過濾。 他們這樣做是因為能夠更高效地丟棄沒有用的廣告包,而不是通知操作系統和用戶稍後再丟棄。 但手機需要有關哪些應用程序必須提供過濾哪些的信息,這取決於服務或設備地址的唯一UUID。
一旦你開始使用BLE設備,你將很快意識到UUID至關重要。 服務,特徵和其他項目都使用UUID來唯一標識它們。
UUID只不過是唯一的128位(16位元組)數字:
75BEB663-74FC-4871-9737-AD184157450E
通常以4-2-2-2-6格式排列UUID。 每對字元表示一個十六進制數字。 所以75以上是實際的0x75。
為避免不斷傳輸可能浪費的16個位元組(藍牙數據量非常有限,16個位元組很大),藍牙SIG採用了標準的UUID基礎。 該基礎形成128位UUID的前96位(12位元組)。 其餘的位由藍牙SIG定義:
XXXXXXXX-0000-1000-8000-00805F9B34FB
最高的32位由你決定。 對於16位UUID,底部16位保持為0。例如,心率服務的簡單16位UUID是:
0x180D
實際上這代表一個128位的UUID:
0000 180D -0000-1000-8000-00805F9B34FB
如果你使用Bluetooth SIG指定的現有服務或配置文件,則可以避免使用完整的128位UUID。 但是,定製服務需要一個完全定義的128位UUID。
UUID唯一重要的是它們是獨一無二的。
你可以以各種方式隨機生成它們。 一個可以生成它們的網站是 在線UUID生成器 。 在Mac OS X中,你可以使用命令行中的uuidgen實用程序來執行相同的操作。
由於位數,你不太可能像其他任何人一樣生成一樣的UUID。 最重要的是你可以避免在自定義的UUID中使用藍牙SIG的UUID基礎。
最重要的事情之一是功耗和延遲之間的大的折中。 每個廣告都消耗電力。 BLE射頻必須通電並傳輸。 較少的廣告,系統用一組電池能運行的時間越長。 那麼將廣告間隔設置為10秒是個好主意嗎?
那麼我們假設用戶想連接到外設。 你能等10秒嗎? 長時間間隔對於用戶來說可能非常令人沮喪,尤其是在環境干擾和數據包丟失的情況下。 所以,使間隔太大對於用戶體驗是不利的。 在中間的某個地方,大約500ms到1秒是大多數產品的最佳選擇。 在我們開發的一些應用程序中,我們已經增加了延時,但只有經過仔細考慮之後才做的決定。 某些系統在循環中沒有用戶,因此更容易做到。
當你構建廣告數據包時,你還需要考慮更多位元組意味著更高的功耗。 廣告包中的每個位元組都迫使射頻收發器停留在更長的時間內傳輸,從而使用更多的能量。 在某些情況下,將廣告中的位元組數減少到最低限度可以幫助擠壓硬幣電池的所有內容。
藍牙智能(Bluetooth Smart)設計允許外設功耗極低。 這部分是通過在智能手機上放置大量的負擔,假設智能手機具有較大的電池並且容易充電。 但是,在實際產品中,你希望避免在智能手機上造成顯著的電池消耗。 如果啟用藍牙會更快地耗盡電池,一些用戶最終將無奈地停用藍牙。 對於大多數要為用戶提供快速體驗的產品而言,這是一個問題。
智能手機使用的大部分功耗來自掃描廣告。 因此,Android和iOS極大地限制了掃描,特別是後台掃描。
當你的應用程序處於前台時,你基本上可以完全控制BLE,並且你具有高優先順序。 這是有道理的,因為蘋果和谷歌知道你想要快速向用戶顯示數據,所以沒有必要拖延它。
一旦你的應用程序處於後台,尋找附近的設備(如果你的應用程序支持它),則操作系統通常會降低優先順序。 這是通過幾種方式完成的:
Android和iOS各自單獨處理這個問題,因此了解在後台運行的效果對你的設備和連接很重要。
我們已經提到廣告包有31個可供你使用的數據位元組。 這不是很多,特別是當你考慮到128位UUID需要16位元組時。 如果要包含更多信息,你唯一的選擇是響應掃描響應。
當智能手機掃描廣告時,它也可以從廣告設備請求更多的信息而不形成連接。 這是通過掃描請求完成的,掃描請求是發送到外設的特殊數據包。 BLE外設接收掃描請求並以掃描響應進行響應。
掃描響應分組具有與廣告相同的分組格式,除了較高層上的類型,表示它是掃描響應而不是廣告。 因此,你的掃描響應可以提供你在廣告數據包中沒有提及的設備名稱或其他服務。
掃描響應有一個已知問題。 如果在外圍設備中啟用掃描響應,則在發送廣告以能夠接收掃描請求包之後,設備必須將射頻保持在RX模式。 即使沒有實際發送的設備,仍然必須這樣做(因為外設不知道誰真正在那裡)。 這意味著更多的能源消耗。 對於非常低功耗的應用,如果不是絕對需要,請考慮禁用掃描響應。
如果不討論Beacons,特別是Apple的iBeacon標准,則關於BLE廣告的討論將是不完整的。
信標(Beacons)是BLE外設,專門使用廣告,但不允許連接。 不允許連接的原因是,如果信標要建立連接,廣告將不得不停止,所以沒有其他設備可以找到信標。 發送的數據包格式有所不同。 而蘋果的iBeacon使用了非常特定的格式的有效載荷。
你可以看到iBeacon數據包的格式。 這些數據包使用基本的BLE格式和一些特定的欄位。 我們一個接一個地來看看它們。
廣告包包含藍牙MAC地址和有效載荷。 有效載荷由兩個AD結構組成,第一個使用Flags數據類型給出通用信息,第二個是Apple特定的iBeacon信息。
該數據包的數據類型為0x01,表示各種標志。 長度為2,因為有兩個位元組,數據類型和實際標志值。 標志值有幾位表示iBeacon的功能:
大多數iBeacons是單模設備,BR/EDR不被使用。 對於iBeacons,使用通用可發現模式。
最重要的廣告數據類型是第二個。 第一個位元組表示位元組數,總共26位元組為0x1A,有效載荷為25位元組,類型為1位元組。 AD類型是製造商特定的0xFF,所以蘋果已經定義了自己的廣告數據。
前兩個位元組表示公司標識符0x4C00。 你也可以看到 其他公司的標識符 。
第二個兩位元組是信標廣告標志。 這些總是0x02和0x15。
關鍵欄位是iBeacon Proximity UUID,它獨特地標識了iBeacon,後面是主要和次要(major and minor)欄位。
每個iBeacon都必須擁有唯一的UUID,以便iPhone應用程序可以准確了解相對於一個或多個iBeacons的位置。
最後,還有一個校準的TX功率(calibrated TX power)的2的補碼,可用於提高信標的位置精度(已經知道功率電平)。
沒有什麼阻止你用不同的製造商格式創建自己的信標。 問題是蘋果專門檢測具有特定格式的iBeacons,所以不會有任何互操作性。
我們已經介紹了一些最受歡迎的BLE和藍牙設備,其規格以及做出決定時要牢記的一些關鍵方面。
和往常一樣,在創建BLE產品時,會有許多細節和問題發揮作用。 我們致力於幫助你完成正確的操作,請隨時與我們聯系討論。
[1]藍牙特別興趣小組 藍牙v4.2規格 。
[2] Apple Inc. iBeacon for Developers 。
❸ TYBT2藍牙信標怎麼用
一、定位原理
藍牙定位基於RSSII(Received Signal Strength Indication,信號場強指示)值,通過三角定位原理進行定位。
另一種為出發角(AoD)方法,可用於室內定位系統,例如IPS解決方案中的智能手機就可以通過低功耗接收器來接收信號,配合周圍的具有IPS解決方案的定位Beacon,通過低功耗發射器以陳列排布的有源天線之間切換時,發送特殊的數據封包。智能手機端的接收器再接收到信號中獲取的IQ樣本,了解發射器內的天線排布,最後通過數據計算得出信號的相對方向。本文來源網路,如侵刪。
❹ 藍牙信標設備可以用來定位嗎
可以用來作為室內定位,如雲里物里的E5定位型iBeacon就可以實現,開發後台功能。
❺ 藍牙5.0室內定位技術原理,成本,精度能達到多少
藍牙5.0室內定位技術也是依託於藍牙定位的,其定位原理就是我們熟知的藍牙定位原理,是基於RSSI定位原理來計算的,成本和定位精度上都是要高於4.0/4.2版本的。目前,為滿足日益增長的室內服務機器人、移動精準營銷、應急求援等室內深層次定位需求,SKYLAB推出一系列藍牙5.0室內定位產品,其中有藍牙5.0模塊、藍牙5.0藍牙Beacon、藍牙5.0工卡及藍牙5.0網關助力室內位置服務升級。
根據定位端的不同,SKYLAB藍牙室內定位方案分為終端側定位和網路側定位。
藍牙終端側定位是由終端設備(如嵌入SDK軟體包的智能手機)和藍牙Beacon組成,在需要定位的區域內部署藍牙Beacon,一般至少需要鋪設3個藍牙Beacon信標,定位演算法要求至少知道三個點的RSSI值才能准確地計算定位。
藍牙網路側室內定位由藍牙終端(如可穿戴藍牙設備、藍牙手環等)、藍牙網關,無線區域網及後端數據伺服器構成。在需要定位的區域內部署藍牙網關,當手持藍牙終端設備如藍牙手環的用戶進入藍牙網關的藍牙信號覆蓋范圍內,藍牙網關就能感應到藍牙手環的廣播信號,然後測算出藍牙手環的RSSI值,通過串口傳輸給網關內的WiFi模塊,藍牙網關再經過WiFi網路傳送到後端數據伺服器,通過伺服器內置的定位演算法測算出藍牙手環的具體位置,後端伺服器則可以通過網路把位置信息發給用戶。