A közelségi érzékelők olyan kapcsolóként írhatók le, amelyek fény, elektromágneses mező vagy hang segítségével észlelnek egy közeli tárgyat . Jellemzően az ilyen típusú eszközöket a közeli alanyok észlelésére tervezték, és gyakran ezek a szenzorok a gyakorlati alkalmazásra szolgálnak. De vannak olyan esetek, amikor az alany messze van az érzékelőtől, vagy ha a témát elzárja akadály, ilyen típusú helyzetekben BLE (Bluetooth Low Energy) eszközökkel felismerhetjük és érzékelhetjük az objektum közelségét. Az ESP32 fejlesztőtábla beépített BLE-t tartalmaz, amelyet sok más projektben is használtunk. Ha Ön még teljesen új a BLE-ben, akkor nézze meg az ESP32 BLE kliens és az ESP32 BLE Server projekteket, amelyeket korábban készítettünk. Korábban már építettünk egy Bluetooth iBeacon-t is az ESP32 használatával.
Ebben a cikkben bemutatom, hogyan készíthetünk egyszerű BLE jelenlétérzékelőt egy ESP32 és Arduino segítségével, és végül ezeket az eszközöket a BLE használatával teszteljük az okostelefonomon és egy okosórán.
Mi az a Bluetooth Low Energy (BLE)?
A BLE a Bluetooth Low Energy rövidítése, és 2011-ben jött a mindennapjainkba, mert az év akkoriban minden nagyobb gyártó elkezdte beépíteni a BLE technológiát az eszközeibe. A BLE egy alacsony fogyasztású vezeték nélküli kommunikációs technológia, amelyet akkumulátoros alkalmazásokhoz fejlesztettek ki, és amely kis távolságon keresztül kommunikálhat az eszközök között. A mindennap használt eszközök egy részében Bluetooth van beépítve, mint például az okostelefon, az okosóra, vezeték nélküli fülhallgató, vezeték nélküli hangszórók, okos otthoni eszközökés beágyazottabb Bluetooth kommunikációhoz vagy helyadatok megszerzéséhez.
A BLE egy viszonylag új technológia, és a BLE protokollt a Bluetooth Special Interest Group (SIG) fejlesztette ki azzal az elsődleges céllal, hogy az alacsony fogyasztású eszközök valósággá váljanak. Habár az újonnan elkészített protokoll neve változatlan maradt, az újonnan kifejlesztett BLE protokoll nem volt kompatibilis a hátrafelé, ami azt jelenti, hogy a Bluetooth Classic eszközeink nem tudnak beszélni a BLE eszközökkel, ennek a technológiának a hátránya ellenére, ez lehetővé tette a fejlesztők számára, hogy nagyon alacsony energiafogyasztást termeljenek -hatékony eszközök, amelyek akár hónapokig, akár évekig is eltarthatnak egy kis érmeelemen.
Hogyan működik a BLE kommunikáció?
A BLE hierarchikus adatszerkezetet használ az információk küldésére és fogadására. A szerverként működő BLE eszköz olyan szolgáltatásokat és jellemzőket hirdet, amelyeket az ügyfél felismerhet, és ha az információcsere sikeres, a BLE eszközök egyszerre kommunikálhatnak egymással. Műszaki szempontból ez az információs verem együttesen egy BLE eszköz attribútumaként ismert. És a GATT (Generic Attributes) profil segítségével definiálták és hajtották végre. Ezekben a profilokban hierarchikus sorrendben vannak szolgáltatásaink, jellemzőink és értékeink. A szolgáltatások jellemzőket tartalmaznak, a jellemző pedig az értéket tartalmazza, a jellemző elolvasásával leolvashatjuk az értékeket és az értékek időbeli változását.
A jellemzők feldolgozhatók olvasási vagy írási információkkal. Az olvasási összetevőket tartalmazó eszközök közzétehetnek információkat, az írási jellemzőket tartalmazó eszközök pedig adatokat fogadhatnak az ügyféltől.
A GATT-profil, amely alatt a szolgáltatások és a jellemzők meghatározva vannak, univerzálisan egyedi azonosítóként (UUID) ismert. Van néhány szabványos szolgáltatás és jellemző, amelyet a SIG vállalat definiált és fenntartott, ha elolvassuk egy BLE eszköz UUID-jét, azonnal meg tudjuk mondani, hogy milyen eszközről van szó.