Senzory přiblížení lze popsat jako jeden z druhu spínačů, které detekují blízký objekt pomocí světla, elektromagnetického pole nebo zvuku. Obvykle jsou tyto typy zařízení navrženy tak, aby detekovaly blízké objekty, a často je to praktická aplikace, ve které se většina těchto senzorů použije. Existují však okolnosti, kdy je subjekt daleko od senzoru nebo je subjekt blokován překážka, v těchto typech situací můžeme k detekci a snímání blízkosti objektu použít zařízení BLE (Bluetooth Low Energy). Vývojová deska ESP32 má zabudovaný BLE, který jsme použili v mnoha dalších projektech. Pokud jste v BLE úplně noví, podívejte se na klienty ESP32 BLE a ESP32 BLE Server, které jsme vytvořili dříve. Dříve jsme také vytvořili Bluetooth iBeacon pomocí ESP32.
V tomto článku vám ukážu, jak vyrobit jednoduchý detektor přítomnosti BLE pomocí ESP32 a Arduino, a nakonec tato zařízení otestujeme pomocí BLE na mém smartphonu a chytrých hodinkách.
Co je Bluetooth Low Energy (BLE)?
BLE je zkratka pro Bluetooth Low Energy a do našeho každodenního života se dostala v roce 2011, protože v té době roku začal každý významný výrobce do svých zařízení vkládat technologii BLE. BLE je bezdrátová komunikační technologie s nízkou spotřebou, která byla vyvinuta pro aplikace napájené z baterie, které lze použít ke komunikaci mezi zařízeními na krátkou vzdálenost. Některá zařízení, která používáte každý den, mají v sobě zabudovanou technologii Bluetooth, jako je váš smartphone, chytré hodinky, bezdrátová sluchátka, bezdrátové reproduktory, inteligentní domácí zařízenía další integrované rozhraní Bluetooth pro komunikaci nebo získávání údajů o poloze.
BLE je relativně nová technologie a protokol BLE byl vyvinut společností Bluetooth Special Interest Group (SIG) s primárním cílem učinit zařízení s nízkou spotřebou skutečností. Ačkoli název nově vytvořeného protokolu zůstal stejný, nově vyvinutý protokol BLE nebyl zpětně kompatibilní, což znamená, že naše zařízení Bluetooth Classic nemohou mluvit se zařízeními BLE, navzdory nevýhodě této technologie umožnila vývojářům vyrábět energii s velmi nízkou spotřebou energie -efektivní zařízení, která na malé knoflíkové baterii vydrží měsíce i roky.
Jak funguje BLE komunikace?
BLE používá k odesílání a přijímání informací hierarchickou datovou strukturu. Zařízení BLE fungující jako server bude inzerovat služby a vlastnosti, které může klient detekovat, a jakmile bude výměna informací úspěšná, zařízení BLE mohou navzájem komunikovat současně. Z technického hlediska je tento zásobník informací dohromady označován jako atribut zařízení BLE. A je definován a implementován pomocí profilu GATT (generické atributy). V těchto profilech máme služby, charakteristiky a hodnoty v hierarchickém pořadí. Služby obsahují charakteristiky a charakteristika obsahuje hodnotu, čtením charakteristiky můžeme číst hodnoty a změny hodnot v čase.
Charakteristiky lze zpracovat tak, aby zahrnovaly informace o čtení nebo zápisu. Zařízení obsahující komponenty pro čtení mohou publikovat informace a zařízení, která obsahují charakteristiky zápisu, mohou přijímat data od klienta.
Profil GATT, podle nichž jsou definovány služby a charakteristiky je známý jako univerzálně jedinečný identifikátor (UUID). Existují některé standardní služby a charakteristiky definované a vyhrazené společností SIG, pokud čteme UUID zařízení BLE, můžeme okamžitě zjistit, o jaké zařízení jde.