آموزش های کاربردیاینترنت اشیاء (IOT)بایگانی مطالب

معرفی و راه اندازی بلوتوث کم مصرف در ماژول ESP32

در این مقاله راه اندازی بلوتوث کم مصرف در ماژول ESP32 را با هم بررسی خواهیم کرد. همچنین روش اتصال گوشی هوشمند به آن، ارتباط دو ماژول ESP32 از طریق بلوتوث کم مصرف در نقش سرور و کلاینت، آموزش اسکن دستگاه های بلوتوث و راه اندازی بلوتوث کم مصرف در مد notify را بصورت مرحله به مرحله انجام خواهیم داد. همراه ما باشید.

معرفی بلوتوث کم مصرف

بلوتوث کم مصرف، یا به اختصار BLE، نوعی از بلوتوث است که در مصرف برق صرفه جویی می کند. هدف اصلی BLE انتقال مقادیر کمی اطلاعات (پهنای باند کم) از راه دور است. برخلاف بلوتوث کلاسیک که همیشه روشن است، BLE بطور مداوم در حالت آماده به کار (خواب) است، مگر در مواردی که اتصال برقرار شود. این امر منجر به مصرف برق بسیار کمی می شود. BLE تقریباً 100 برابر برق کمتری نسبت به بلوتوث کلاسیک مصرف می کند (بسته به موارد مورد استفاده). BLE نه تنها از ارتباط نقطه به نقطه، بلکه از حالت پخش دیتا و شبکه مش نیز پشتیبانی می کند.

بلوتوث کم مصرف

با توجه به ویژگی های BLE، این بلوتوث برای برنامه هایی مناسب است که نیاز به تبادل مقادیر کمی اطلاعات بصورت دوره ای دارند. به عنوان مثال، BLE در صنایع مراقبت های بهداشتی، تناسب اندام، ردیابی، چراغ های روشنایی، امنیت و اتوماسیون خانگی بسیار کاربرد دارد. همچنین با توجه به اهمیت باتری و انرژی مصرفی در پروژه های IoT این حالت از بلوتوث می تواند در این کاربردها بسیار مفید باشد.

بلوتوث کم مصرف

 

معماری BLE

پروتکل بلوتوث کم مصرف همانند تصویر زیر از بخش ها و لایه های مختلفی تشکیل شده است. در اینجا تنها به معرفی برخی از بخش های مهم می پردازیم.

معماری  BLE

معرفی پروتکل GAP

GAP مخفف Generic Access Profile است و از طریق آن دستگاه بلوتوث برای دیگر دستگاه های اطراف، قابل مشاهده (Visible) می شود. همچنین GAP نحوه ی اتصال و ارتباط دو دستگاه با بلوتوث را کنترل می کند.

GAP برای دستگاه ها چندین نقش و مد کاری مختلف تعیین می کند که هر دستگاه می تواند یکی از این مد ها را اجرا کند.

مدهای کاری بلوتوث کم مصرف

  •  سرور یا دستگاه مرکزی (Central) : ارتباط با دیگر دستگاه ها را آغاز و مدیریت می کند و  پس از ایجاد ارتباط، به عنوان مستر (Master) عمل می کند. بنابراین توسط دستگاه های دیگر پیدا می شود و حاوی داده هایی است که مشتری می تواند بخواند. این دستگاه ها معمولا دستگاه هایی با توانایی پردازش بالا و حافظه ی زیاد می باشند (مثل: گوشی های تلفن همراه و تبلت ها و …).

  • مشتری (Client or Slave) : دستگاه های نزدیک را اسکن می کند و هنگامی که سرور مورد نظر خود را پیدا می کند، یک اتصال برقرار می کند و به دیتا های ورودی گوش می دهد. این دستگاه ها کوچک و کم مصرف هستند و پس از اتصال، به عنوان مشتری یا اسلیو (Slave) شناخته می شوند. اگر مستر و مشتری به تبادل اطلاعات دو طرفه بپردازند آنگاه این ارتباط نقطه به نقطه نامیده می شود. مثل: سنسورها، تگ های مجاورتی BLE و …

  •  حالت پخش (Advertising) : دستگاهی که تنها وظیفه آن ارسال بسته های (packets) اعلان (advertising) است تا دستگاه های مشاهده کننده بتوانند آن را شناسایی کنند. این دستگاه نمی تواند به دیگر دستگاه ها متصل شود.

  •  مشاهده کننده (Observer): این دستگاه وظیفه ی اسکن کردن محیط برای یافتن دستگاه های پخش کننده و گزارش کردن اطلاعات اسکن به برنامه (application) را دارد. این دستگاه تنها قادر به ارسال درخواست های اسکن می باشد و نمی تواند به دیگر دستگاه ها متصل شود.

  • شبکه مش (mesh networking) : تمام دستگاه ها متصل هستن و این اتصالات بسیار زیاد است. اگرچه پیاده سازی شبکه های پخش و مش امکان پذیر است، اما اخیراً توسعه یافته اند. بنابراین در حال حاضر نمونه های زیادی برای ESP32 اجرا نشده است.

معرفی پروتکل GATT

GATT مخفف Generic Attributes است و ساختار داده های سلسله مراتبی را تعریف می کند که در معرض دستگاه های متصل BLE قرار می گیرد. ابتدا به وسیله ی GAP دو دستگاه یکدیگر را شناسایی کرده و به یکدیگر متصل می شوند. سپس با استفاده از GATT به انتقال اطلاعات می پردازند. وظیفه ی GATT نحوه ارسال و دریافت اطلاعات استاندارد توسط دو دستگاه متصل شده با بلوتوث های کم مصرف (BLE) است. تبادل اطلاعات در GATT توسط دو مفهوم Services و Characteristics انجام می شود. GATT برای ارسال و دریافت اطلاعات از پروتکل معروف Attribute Protocol یا همان ATT استفاده می کند که Services و Characteristics ها و دیتا های مرتبط را در جدولی (LUT) ذخیره می کند. جهت دریافت اطلاعات بیشتر   می توانید به سایت www.bluetooth.com مراجعه کنید.

برای ادامه مطلب لطفا وارد سایت شوید
این مقاله چطور بود ؟
+1
32
+1
55
+1
1
مشاهده بیشتر

parisa.akbari

کارشناس برق- قدرت و کارشناس ارشد کنترل. علاقه مند به سیستم های هوشمند، سیستم های فوتوولتائیک و اینترنت اشیا. برنامه نویس متلب و C. به مدت 1 سال است که در تیم سخت افزار سازان نام آور مشغول به فعالیت در حوزه اینترنت اشیا و سیستم های هوشمند هستم.

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا