Lähestymisanturit voidaan kuvata yksi tällainen kytkimiä, havaita lähellä kohteen avulla valoa, sähkömagneettisen kentän, tai ääntä. Tyypillisesti tämäntyyppiset laitteet on suunniteltu havaitsemaan lähellä olevat kohteet, ja useimmat näistä antureista aiotaan käyttää käytännössä. Mutta on tilanteita, joissa kohde on kaukana anturista tai kohde estää este, tämän tyyppisissä tilanteissa voimme käyttää BLE (Bluetooth Low Energy) -laitteita kohteen läheisyyden havaitsemiseen ja tunnistamiseen. ESP32-kehityskortissa on sisäänrakennettu BLE, jota olemme käyttäneet monissa muissa projekteissa. Jos olet täysin uusi BLE-käyttäjä, tutustu aiemmin rakentamiinsa ESP32 BLE -asiakas- ja ESP32 BLE Server -projekteihin. Olemme myös rakentaneet Bluetooth iBeaconin aiemmin ESP32: lla.
Tässä artikkelissa aion näyttää, kuinka tehdä yksinkertainen BLE-läsnäoloilmaisin ESP32: n ja Arduinon avulla, ja lopulta testataan näitä laitteita käyttämällä BLE: tä älypuhelimessani ja älykellossani.
Mikä on Bluetooth Low Energy (BLE)?
BLE tarkoittaa Bluetooth Low Energy -tekniikkaa, ja se tuli jokapäiväiseen elämäämme vuonna 2011, koska tuolloin vuoden aikana kaikki suuret valmistajat alkoivat upottaa BLE-tekniikkaa laitteisiinsa. BLE on pienitehoinen langaton viestintätekniikka, joka on kehitetty akkuvoiman sovelluksia varten ja jota voidaan käyttää viestintään laitteiden välillä lyhyellä etäisyydellä. Joidenkin laitteiden käytät päivittäin on Bluetooth sisäänrakennettuna kuin oman älypuhelimen, sinun SmartWatch, langattomat nappikuulokkeet, langattomat kaiuttimet, älykäs koti -laitteetja enemmän upotettua Bluetoothia kommunikointiin tai sijaintitietojen hakemiseen.
BLE on suhteellisen uusi tekniikka, ja BLE-protokollan on kehittänyt Bluetooth Special Interest Group (SIG), jonka ensisijaisena tavoitteena on pienitehoisten laitteiden toteuttaminen. Vaikka äskettäin tehdyn protokollan nimi pysyi samana, äskettäin kehitetty BLE-protokolla ei ollut taaksepäin yhteensopiva, mikä tarkoittaa, että Bluetooth Classic -laitteemme eivät voi puhua BLE-laitteiden kanssa tämän tekniikan haittapuolista huolimatta, mutta kehittäjät pystyivät tuottamaan hyvin vähän virtaa kuluttavaa energiaa - tehokkaat laitteet, jotka voivat kestää kuukausia tai vuosia pienellä nappiparistolla.
Kuinka BLE-viestintä toimii?
BLE käyttää hierarkkista tietorakennetta tietojen lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Palvelimena toimiva BLE-laite mainostaa palveluja ja ominaisuuksia, jotka asiakas voi havaita, ja kun tiedonvaihto onnistuu, BLE-laitteet voivat kommunikoida keskenään samanaikaisesti. Teknisesti tämä informaatiopino tunnetaan yhdessä BLE-laitteen attribuuttina. Ja se on määritelty ja toteutettu GATT (Generic Attributes) -profiilin avulla. Näissä profiileissa meillä on Palvelu, Ominaisuudet ja arvot hierarkkisessa järjestyksessä. Palvelut sisältävät ominaisuuksia ja ominaisuus sisältää arvon, lukemalla ominaisuuden, voimme lukea arvot ja arvojen muutokset ajan myötä.
Ominaisuudet voidaan käsitellä sisältämään luku- tai kirjoitustiedot. Lukukomponentteja sisältävät laitteet voivat julkaista tietoja ja kirjoitusominaisuuksia sisältävät laitteet voivat vastaanottaa tietoja asiakkaalta.
GATT profiili, jonka mukaisesti palvelut ja ominaisuudet määritellään tunnetaan Universally Unique Identifier (UUID). SIG-yhtiö on määrittänyt ja varannut joitain vakiopalveluja ja -ominaisuuksia, jos luemme BLE-laitteen UUID: n, voimme heti kertoa millainen laite se on.