क्या ब्लूटूथ 3.0 एकल-मास्टर मल्टीपल-स्लेव नेटवर्क के लिए उपयुक्त है?

Question

मेरे पास उस पर SIM808 के साथ एक डेटा लॉगर बोर्ड है। इसमें SIM808 द्वारा ब्लूटूथ 3.0 क्षमता है। बोर्ड स्वयं एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली को लागू करता है, जो वजन, आर्द्रता और तापमान माप करने में सक्षम है और डिवाइस विस्थापन का भी पता लगा सकता है। सभी एकत्र किए गए डेटा को जीपीआरएस कनेक्शन द्वारा एक दूरस्थ सर्वर में स्थानांतरित किया जाता है।

डिवाइस को स्वयं मधुमक्खियों में स्थापित किया जा सकता है, लेकिन सैकड़ों पत्नियों के लिए सिम कार्ड होना प्रभावी नहीं होगा। तो यह केवल एक मास्टर के रूप में कार्य करेगा , जिसमें डेटा लॉगिंग क्षमताओं के साथ-साथ जीपीआरएस क्षमता भी होती है।

इस प्रकार, मैं SIM808 मॉड्यूल के बिना दास बोर्डों को लागू करने की योजना बना रहा हूं । तो SIM808 के बजाय, पित्ती के बीच स्थानीय, वायरलेस संचार को सक्षम करने के लिए एक सरल वायरलेस संचार इकाई की आवश्यकता होती है।

मास्टर अपने डेटा के लिए सभी दासों को क्वेरी करेगा, और फिर यह जीपीआरएस के माध्यम से सब कुछ स्थानांतरित कर देगा।

यह केवल सौ छत्ते के साथ इस तरह दिखना चाहिए:

अब स्थानीय वायरलेस संचार के लिए संभावनाएं :

1. ब्लूटूथ, जैसा कि मैंने कहा कि मास्टर डिवाइस में पहले से ही ब्लूटूथ 3.0 है। लेकिन मुझे पूरी तरह से यकीन नहीं है कि ब्लूटूथ 1 kB डेटा के लिए एक सौ गुलाम को क्वेरी करने का सही तरीका है।
2. मास्टर डिवाइस में एक I2C बस है, इसलिए मैं I2C को संगत ZigBee या अन्य आरएफ मॉड्यूल से कनेक्ट कर सकता हूं जिसे दास बोर्डों में भी जोड़ा जा सकता है।

दासों से संग्रहणीय डेटा 1 kB / क्वेरी से अधिक नहीं होगा।

तो सभी में मैं ब्लूटूथ पर रह सकता हूं या क्या मुझे अपने उपकरणों में उदाहरण के लिए ZigBee जोड़ना चाहिए या कोई अन्य विकल्प हैं?

कुछ और विवरण:

• रेंज अधिकतम 30 मीटर है
• उपकरणों के बैटरी चालित होने के कारण, कम बिजली की खपत के साथ एक समाधान अच्छा होगा
• मास्टर हर 15 मिनट में एक क्वेरी चलाएगा

मुख्य लक्ष्य दास को कुशलतापूर्वक क्वेरी करने में सक्षम बनाना है , और यह मास्टर के पीसीबी को संशोधित किए बिना किया जाना चाहिए । दो संभावनाएं ब्लूटूथ 3.0 हैं, जो पहले से ही मास्टर, या अन्य प्रौद्योगिकियों के लिए उपलब्ध हैं जिन्हें मैं ऑन-बोर्ड एमसीयू के I2C बस के माध्यम से मास्टर बोर्ड से कनेक्ट कर सकता हूं। (मैं ब्लूटूथ का उपयोग करने पर जोर नहीं देता, यह शुरुआती बिंदु था क्योंकि मेरे पास पहले से ही SIM808 द्वारा एक बीटी 3.0 था)।

Comments

मेरे पास एक दूर का विचार है कि ब्लूटूथ केवल एक बार में 16 दासों का समर्थन कर सकता है। इसके अलावा, ठीक लगता है (और एक अच्छी वास्तविक दुनिया IoT डिजाइन समस्या)। क्या आपने रेंज पर विचार किया है?

— शॉन हुलिएन

लगता है सीमा 7 है, लेकिन यह एक अवरुद्ध मुद्दा नहीं है। superuser.com/questions/332767/…

— सीन होउलहेन

रेंज (और श्रेणी का भविष्य-प्रमाण) ब्लूटूथ के साथ मेरी प्राथमिक चिंता होगी। यदि आप भविष्य में चीजों को स्थानांतरित करने का निर्णय लेते हैं, या अधिक पित्ती को तैनात करते हैं, तो आप अपने आप को काफी तेज़ी से परेशानी में डाल सकते हैं। अगर मैं इसका निर्माण कर रहा था, तो मुझे लगता है कि मैं हब के रूप में एक एल-सस्ते एंड्रॉइड फोन और प्रत्येक हाइव पर एक ईएसपी 8266 का विकल्प चुनूंगा। यह आपके सभी स्थानीय कॉम्स को वाईफाई में स्थानांतरित कर देगा, और आपको अत्यधिक बदली जाने वाली भागों को प्रदान करेगा, जिन्हें आपको कभी भी अपग्रेड करने की आवश्यकता है।

— १ering ’

ब्लूटूथ इस मामले में एक खराब समाधान की तरह लगता है - समस्या बस मुझे जाल नेटवर्क चिल्लाती है (ZigBee शायद अच्छी तरह से काम करेगी)। यदि आवश्यक सीमा 30 मी है, तो आप कुछ गंभीर बिजली के उपयोग को देख सकते हैं ( यहां तालिका देखें )। 100mW उपयोग पर, आप संचरण की आवृत्ति पर निर्भर करते हुए, बैटरी जीवन के मात्र घंटे या दिनों को देख रहे होंगे। आप किस तरह की बैटरी के बारे में सोच रहे हैं?

— Aurora0001

BTLE शायद नोड्स के लिए क्लासिक बीटी की तुलना में एक बेहतर फिट होगा जिसे लंबी अवधि में बैटरी संचालित करने की आवश्यकता है, लेकिन 30 मीटर या तो विश्वसनीयता के लिए एक खिंचाव होगा। आपको कितना डेटा भेजने की आवश्यकता है, इसके आधार पर, आप लोरा पर विचार कर सकते हैं, संभवतः एक थिंग नेटवर्क शैली के प्रवेश द्वार के साथ, या तो आपका अपना या यदि पहले से ही रेंज में एक है।

— क्रिस स्ट्रैटन

Answer 1

वैकल्पिक रूप से यह वायरलेस हार्ट (हाईवे एड्रेसेबल रिमोट ट्रांसड्यूसर) पर विचार करने लायक हो सकता है । यह एक 2.4GHz (लाइसेंस फ्री फ़्रीक्वेंसी बैंड) स्मार्ट मेष नेटवर्किंग तकनीक है जो 802.15.4 मानक का उपयोग करता है। WHart प्रत्यक्ष-अनुक्रम प्रसार स्पेक्ट्रम तकनीक और न्यूनतम तीन मुख्य घटकों की आवश्यकता का उपयोग करता है। अर्थात् वायरलेस डिवाइस, गेटवे और नेटवर्क मैनेजर।

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इसके अतिरिक्त, नेटवर्क के आधार पर, सुरक्षा प्रबंधक, एडेप्टर, और हैंडहेल्ड टर्मिनल जोड़े जा सकते हैं।

धूल नेटवर्क एक एसओसी विकल्प प्रदान करता है और उनमें से कुछ में I2C इंटरफ़ेस है। नीचे संलग्न कुछ डेटाशीट के लिए एक लिंक है। दुर्भाग्य से इस तकनीक पर मेरा ज्ञान बहुत सीमित है और इस प्रकार आगे का शोध है।

संदर्भ

1. LTP5901-IPM / LTP5902-IPM
2. WirelessHART - यह कैसे काम करता है

Answer 2

बिजली के उपयोग के दृष्टिकोण से, ब्लूटूथ 3.0 आपके बाधाओं को देखते हुए एक व्यवहार्य विकल्प की तरह नहीं लगता है।

हमें मान लें कि आप हर मिनट 2 सेकंड के लिए डेटा संचारित करना चाहते हैं, और फिर बाकी समय के लिए सोते हैं। 30 मीटर की आपकी सीमा आवश्यकताओं को देखते हुए, आपको कक्षा 1 ब्लूटूथ रेडियो का उपयोग करने की आवश्यकता होगी :

कक्षा 1, मुख्य रूप से औद्योगिक उपयोग के मामलों के लिए, [100 मीटर (300 फीट)] तक की सीमा होती है। ब्लूटूथ मार्केटिंग योग्य है कि क्लास 1 रेंज ज्यादातर मामलों में 20-30 मीटर (66-98 फीट) है

मुझे लगता है कि निचली सीमा उन स्थितियों में होगी जहां रेडियो प्रसारण के लिए एक स्पष्ट रास्ता नहीं था, और शायद चुनौतीपूर्ण रेडियो वातावरण में। बाहर, मुझे लगता है कि यह एक समस्या कम है।

तो, ऊपर मान लेना सच है: आप संचरण चरण के दौरान लगभग 100mW पर, एक घंटे के 1/30 वें स्थान पर संचारित होंगे ।

इसलिए, प्रति घंटे, आप लगभग 0.00333 ऊर्जा की खपत करेंगे । तुलना के लिए, एक 'लंबे जीवन' वाली क्षारीय AA बैटरी लगभग 2.6 ऊर्जा का भंडार रखती है । इसलिए, आपकी बैटरी ब्लूटूथ 3.0 के साथ लगभग 30 दिनों तक चलेगी , जो वास्तव में बुरा नहीं है , लेकिन बहुत बेहतर हो सकता है।

ये गणना सभी बहुत कठिन हैं, लेकिन मान्यताओं के सही होने पर उन्हें बॉलपार्क में होना चाहिए। ईई टाइम्स सुझाव देता है कि ट्रांसमिटिंग का 5% उच्च अंत पर है, और मेरे 2 सेकंड / मिनट का अनुमान लगभग 3.33% है।

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ब्लूटूथ कम ऊर्जा (BLE) अधिक व्यवहार्य हो सकती है; यह पृष्ठ 77 मीटर रेंज के लिए 10mW की शक्ति का सुझाव देता है, जो 1 वर्ष (325 दिन, और अधिक ठीक!) के करीब बैटरी जीवन देगा । हालांकि, इसके लिए नए हार्डवेयर की आवश्यकता होगी, जो कि, निस्संदेह, एक नुकसान है।

जैसा कि मैंने एक टिप्पणी में उल्लेख किया है, इस तरह का सेटअप एक जाल नेटवर्क के लिए एकदम सही लगता है, और इससे आपकी सीमा की आवश्यकताओं में काफी कमी आनी चाहिए , क्योंकि आपको हब से 30 मीटर, अगले 2 बीहाइव तक सिर्फ 2 या 3 मीटर की दूरी तय नहीं करनी होगी । उस मामले में, आप शायद बहुत कम शक्तिशाली रेडियो के साथ दूर हो सकते हैं, जो बैटरी जीवन को बचाएगा।

यह ZigBee या नए BLE Mesh प्रोटोकॉल जैसे मेष प्रोटोकॉल में से एक पर विचार करने के लायक हो सकता है , जो आपके उपयोग-मामले को अच्छी तरह से सूट करेगा।

Comments

उपरोक्त आपकी टिप्पणी के अनुसार, जैसे ही मैंने विवरण पढ़ा, यह स्पष्ट था कि एक जाल नेटवर्क जवाब था। यद्यपि ओपी ने बीटी के बारे में पूछा, और उत्तर बीटी से संबंधित हैं, यह हो सकता है कि वह जाल नेटवर्क के बारे में नहीं जानता हो। मुझे लगता है कि हमें और अधिक समझाना चाहिए और उसे उस दिशा में धकेलना चाहिए। यह भविष्य के पाठकों के लिए भी जानकारीपूर्ण होगा। @ बेंस, en.wikipedia.org/wiki/Mesh_networking

— Mawg का कहना है कि मोनिका

@Mawg मैं उपयोग नहीं करता, लेकिन SIM808 बीटी 3.0 प्रदान करता है, यही कारण है कि मैंने पहले बीटी के बारे में पूछा। मैं जाल नेटवर्कों के बारे में थोड़ा-बहुत जानता हूं (ZigBee शुरू में सवाल में बताया गया है), लेकिन अगर ब्लूटूथ समस्या को हल कर सकता था तो मैंने दूसरे मॉड्यूल में निवेश नहीं किया होता। लेकिन ऐसा लगता है कि बीटी 3.0 इसके लिए रास्ता नहीं है। इसलिए मैं विशेष रूप से मेष नेटवर्क या ZigBee के बारे में विस्तृत उत्तर का स्वागत करूंगा।

— बेन्स कौलिक्स

@Mawg मैंने मुख्य रूप से उस बिट को छोड़ दिया है क्योंकि यह ऐसा कुछ नहीं है जिसका मैं विशेष रूप से अच्छी तरह से उत्तर दे सकता हूं, इसलिए मैंने इसे किसी और के लिए और अधिक सही तरीके से संबोधित करने के लिए छोड़ दिया। यदि आप (या कोई और) अधिक सीधे जाल नेटवर्क भाग को संबोधित कर सकते हैं, तो मुझे खुशी होगी!

— अरोरा ००००

Answer 3

मेरे पास BLE कम बिजली के पहलुओं के कुछ पहलू है, जो पार्क मोड में ब्लूटूथ कम ऊर्जा और ब्लूटूथ बीआर / ईडीआर के बीच अंतर के जवाब के रूप में है? । यहाँ एक सुझाव दिया गया है।

ऐसा लगता है कि SIM808 में एक सीरियल इंटरफ़ेस है। इसलिए मेरा सुझाव है कि SIM808 मॉड्यूल को एक दोहरी मोड क्लास 1 BLE जैसे KC-5170 के साथ एकीकृत करें । मुझे लगता है कि आप सिंगल मोड BLE का भी उपयोग कर सकते हैं।

SIM808 सीरियल इंटरफ़ेस

KC5170 सीरियल इंटरफ़ेस

ऊपर कॉन्फ़िगर करें एक मास्टर डिवाइस है, जिसमें BLE क्लास 1 सिंगल मोड डिवाइस स्लेव डिवाइस के रूप में है।

मेरा सुझाव है कि BLE -LE4.0-S2A जैसे BLE क्लास 1 सिंगल मॉड्यूल का उपयोग करें । मेरा मानना ​​है कि दासों की असीमित मात्रा को मास्टर से जोड़ा जा सकता है (ज़रूरतों के अनुसार)

इसके अलावा नीचे BLE दोहरे और एकल मोड का सरलीकृत ब्लॉक आरेख है।

BLE बिजली की खपत ग्राफ

मैं अतिरिक्त विवरण के लिए संदर्भ पढ़ने का सुझाव देता हूं।

अद्यतन (1/22/2017) : उपलब्ध जानकारी के आधार पर यह भी सुनिश्चित नहीं है कि उपलब्ध GPIO, SPI बिट बैंगिंग SPI आधारित BLE मॉड्यूल से कनेक्ट करने का एक और विकल्प हो सकता है। एक I2C बेस बिग बैंगिंग ट्यूटोरियल आपके संदर्भ के लिए संलग्न है।

एक अन्य विकल्प BLE SOC का उपयोग करना है जैसे कि TI CC2640 , जो I2C को सपोर्ट करता है। समझौता है डिवाइस एक क्लास 2 डिवाइस है।

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संदर्भ

• पार्क मोड में ब्लूटूथ कम ऊर्जा और ब्लूटूथ बीआर / ईडीआर के बीच क्या अंतर है?
• ब्लूटूथ हेडसेट्स को हस्तक्षेप (चॉपी साउंड क्वालिटी) बाहर क्यों मिलता है?
• I2C बिट-बैंगिंग ट्यूटोरियल: भाग I
• ब्लूटूथ 4.0: ब्लूटूथ लो एनर्जी का एक भाग — भाग I
• ब्लूटूथ 4.0: ब्लूटूथ कम ऊर्जा का एक परिचय- भाग II
• मापने ब्लूटूथ® कम ऊर्जा बिजली की खपत
• ब्लूटूथ कम ऊर्जा अनुप्रयोग डेवलपर्स के लिए तकनीकी विचार

Comments

यह बीटी 3.0 (जो उचित लगता है) के ऊपर प्रस्तावित बीएलई है, लेकिन एक जाली प्रोटोकॉल के सवाल का समाधान बेहतर नहीं होगा (मुझे लगता है कि यह समान है, इसलिए लागत और परिचित निर्णायक कारक हो सकता है)।

— सीन होउलहेन

कृपया प्रत्येक चित्र और तस्वीर पर स्पष्ट करें कि स्रोत क्या केवल तल पर संदर्भों की सूची जोड़ने के बजाय है।

— Helmar

मास्टर बोर्ड पहले से ही निर्मित है। इसलिए मैं या तो बीटी 3.0 के साथ जा सकता हूं या कुछ ऐसा जो I2C के माध्यम से जोड़ा जा सकता है, ये मेरे लिए पहले से बताई गई संभावनाएं हैं।

— बेन्स कौलिक्स

@ हेल्मर, मैंने इसे यहाँ अधिक विस्तार से समझाया है । क्षमा करें, मेरे पास स्वयंसेवक प्रयास के लिए डुप्लिकेट प्रयास के लिए खाली समय नहीं है। लेकिन शोध किया गया है, और रुचि के लिए जुड़े संदर्भ। मुझे खेद है, और कोई खाली समय नहीं है।

— महेंद्र गुणावदा

@ सीनहॉलिहेन ने मेरे द्वारा किए गए अपने कुछ शोधों को ज्यादातर बिजली की खपत में साझा किया है, ताकि ओपी को निर्णय लेने में मदद मिल सके। इंजीनियरिंग में कई तकनीकी और गैर-तकनीकी कारक होते हैं जो परिवर्तन करने में खेलते हैं। मुझे यह भी लगता है कि टीआई के पास एक मॉड्यूल है जिसे आप या तो ज़िगबी या बीएलई स्टैक लोड कर सकते हैं जो कि एचडब्ल्यू के निर्माण पर विचार करने के लिए कुछ है।

— महेंद्र गुणावदा