基于BLE和LoRa的室内定位跟踪器

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资料介绍

描述

嘿，怎么了，伙计们！来自 CETech 的Akarsh。

基于 GPS 的位置跟踪是当今非常重要的服务之一。我们使用它来找到通往目的地的路径，并使用它来跟踪我们货物的位置。但是您是否听说过不使用 GPS 的位置跟踪？今天我们将讨论使用 BLE 和 LoRa 技术制作位置跟踪器的想法。我们今天不打算制作一个，但我们将讨论它是如何工作的。但在此之前，我们将讨论使该应用程序成为可能的模块内部的内容。我们拥有基于 LBT01 LoRa 的 GPS 跟踪器和 LoRa 的 BLE 信标。我们将把它们撕掉，然后，我们将检查它们里面的东西，使所有应用程序成为可能。

现在让我们进入有趣的部分。

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什么是BLE？

在我们开始撕裂和研究我们拥有的 BLE 信标之前。我们需要了解 BLE 是什么以及它是如何工作的。BLE 代表低功耗蓝牙。它是由蓝牙特别兴趣小组 (Bluetooth SIG) 设计和销售的一种无线个人区域网络技术，旨在针对医疗保健、健身、信标、安全和家庭娱乐等行业的新颖应用。与经典蓝牙相比，蓝牙低功耗旨在提供显着降低的功耗和成本，同时保持类似的通信范围。低功耗蓝牙技术在与经典蓝牙技术相同的频谱范围（2.400–2.4835 GHz ISM 频段）内运行，但使用不同的信道集。与经典的蓝牙 79 个 1-MHz 通道不同，低功耗蓝牙有 40 个 2-MHz 通道。在一个信道内，数据使用高斯频移调制传输，类似于经典蓝牙的基本速率方案。比特率为 1 Mbit/s（蓝牙 5 中可选 2 Mbit/s），最大发射功率为 10 mW（蓝牙 5 中为 100 mW）。低功耗蓝牙使用跳频来抵消窄带干扰问题。经典蓝牙也使用跳频，但细节不同；因此，虽然 FCC 和 ETSI 都将蓝牙技术归类为 FHSS 方案，但蓝牙低功耗被归类为使用数字调制技术或直接序列扩频的系统。最大发射功率为 10 mW（蓝牙 5 中为 100 mW）。低功耗蓝牙使用跳频来抵消窄带干扰问题。经典蓝牙也使用跳频，但细节不同；因此，虽然 FCC 和 ETSI 都将蓝牙技术归类为 FHSS 方案，但蓝牙低功耗被归类为使用数字调制技术或直接序列扩频的系统。最大发射功率为 10 mW（蓝牙 5 中为 100 mW）。低功耗蓝牙使用跳频来抵消窄带干扰问题。经典蓝牙也使用跳频，但细节不同；因此，虽然 FCC 和 ETSI 都将蓝牙技术归类为 FHSS 方案，但蓝牙低功耗被归类为使用数字调制技术或直接序列扩频的系统。

这里也使用了 LoRa 技术，但我们今天不打算讨论它。如果您想了解有关 LoRa 的更多信息，可以从这里获得。

LBT1 LoRaWAN BLE 室内追踪器内部

LBT1 是一款远程/低功耗 LoRaWAN 蓝牙追踪器。

LBT1 扫描并找到最近的 i-Beacon 信息，并通过 LoRaWAN 无线网络将其发送到 IoT 服务器。物联网服务器应该有一个预先配置的信标位置映射，以便跟踪 LBT1 跟踪器的位置。LBT1 针对人和物的室内定位。LBT1 具有运动检测功能，它还将检测步行步数并上传值。LBT1 由 1000mA 可充电锂电池和充电电路供电，以实时跟踪为目标，跟踪上行间隔短。

LBT1 的技术规格是：-

单片机：STM32L072CZT6
闪存：192KB
内存：20KB
EEPROM：6KB
时钟速度：32Mhz

这是有关 Dragino 的 LBT1 LoRaWAN BLE 追踪器的简介。现在我们将讨论这个跟踪器内部的内容。当我们打开设备的白色外壳时，我们可以看到 Tracker 的 PCB。除了覆盖在 LED 上的半透明硅和红色的大按钮外，盖子上什么都没有。来到 PCB 上，我们有一个按钮，它用作 SOS 按钮，或者也可以编程用于任何其他目的。我们有一个电源开关，可以打开或关闭设备。除此之外，用于提供连接和控制设备的主要组件如下所列：-

BLE 芯片：它有来自 Nordic 的 NRF52832 BLE 芯片。它是提供蓝牙连接并涵盖与 BLE 信标进行的所有通信的芯片。要详细研究这一点，您可以从这里转到其数据表。

基于 STM32 的微控制器：该跟踪器装有 STM32L072CZT6 微控制器。它是这个 Tracker 的大脑和心脏。它控制节点内部进行的所有通信以及节点运行所需的所有其他控制部分。您可以从这里详细了解这一点。

RFM95 LoRa 芯片：这是负责与该节点进行的所有基于 LoRa 的通信的芯片。它将节点连接到网关并将数据发送到该网关。它还有一个柔性天线，它在电路板下方弯曲。您可以从此处详细阅读此内容，并从此处获取有关此模块的一些其他信息。

我们还有一个电池管理芯片和一个编程芯片和一个 USB 端口，我们可以通过它对设备进行充电和编程。我们还有 4 个引脚可用于对基于 STM32 的微控制器进行编程，以根据我们的需要运行。引脚为 RST、CLK、DIO 和 GND。在电路板下方，我们有一个 1000 mAh 电池，可为设备供电并使其保持开启状态。它是可充电电池。因此，所有这些组件结合在一起，构成了 LBT1 LoRaWAN BLE 室内跟踪器，可用于各种跟踪应用。

您可以从这里获取您的 LBT1 追踪器。

BLE信标内部

到目前为止，我们已经讨论了 BLE 是什么，之后，我们打开并检查了 LBT1 LoRaWAN BLE 室内跟踪器内部的内容。现在我们将了解 BLE 信标是什么以及它们里面有什么。为此，我们有来自 Dragino 的 BLE 信标。你可以从这里得到它们。BLE 信标，顾名思义，是通过低功耗蓝牙进行通信的信标。信标设备是小型无线电发射器，战略性地安装在各个位置，用于在给定范围内广播低能量蓝牙信号。这个范围取决于硬件能力。平均而言，一个信标设备可以将 BLE 信号传输到 80 米。来自信标的 BLE 信号能够触发与该位置相关的特定操作。信标通过 BLE 通道发送一个 ID 号，大约每秒 10 次。信标附近的蓝牙设备会拾取此 ID 号并执行信标编程的任务。

现在我们要看看这些信标里面有什么。当我们打开信标的外壳时，我们会看到一个非常小而简单的 PCB。它上面有一个按钮，用于打开或关闭信标。它还有一个 CR2032 电池，这是一种时尚的 3V 纽扣电池，可为设备供电。由于 BLE 信号使用的电量非常少，这种电池可以使用长达 4-5 年。它有一个电池座、一个陶瓷天线和一个晶体振荡器，但信标的核心是 Nordic 的 NRF52832 BLE 芯片。这是负责通过 BLE 与此信标进行的所有通信的芯片。您可以从这里详细了解这款芯片。所有信标都有自己的 ID 号，可将它们与其他信标区分开来。

基于 BLE 的室内定位跟踪器

由于我们已经了解了制作这个 Tracker 所需的组件，现在我们可以继续讨论这个 Tracker 将如何工作的想法。跟踪器可用于跟踪要跟踪的对象具有指定移动路径的位置。那就是对象将一次又一次地遍历相同的路径。例如，如果我们需要跟踪仓库内一些自动驾驶自动叉车的运动。我们要做的是在每个要跟踪的设备上放置一个 LBT1 LoRaWAN BLE 跟踪器，根据要跟踪的设备数量，我们将选择合适的 LoRaWAN 网关并在为了将数据从跟踪器发送到网关。之后，我们将决定一些可以放置 BLE 信标的位置。需要选择周围障碍物较少的位置，因为这将有助于增加信标可以覆盖的范围。此外，信标的放置方式应使信标覆盖完整的路径。现在，只要 Tracker 进入任何信标的范围内，带有 Tracker 的设备就会移动。它将信标的 ID 号发送到网关，然后从那里发送到服务器，从那里可以轻松检查数据。这样，设备将能够检查设备所遵循的路径，以及在某个时间点接收信标的 ID 的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循了错误的路径。此外，信标的放置方式应使信标覆盖完整的路径。现在，只要 Tracker 进入任何信标的范围内，带有 Tracker 的设备就会移动。它将信标的 ID 号发送到网关，然后从那里发送到服务器，从那里可以轻松检查数据。这样，设备将能够检查设备所遵循的路径，以及在某个时间点接收信标的 ID 的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循了错误的路径。此外，信标的放置方式应使信标覆盖完整的路径。现在，只要 Tracker 进入任何信标的范围内，带有 Tracker 的设备就会移动。它将信标的 ID 号发送到网关，然后从那里发送到服务器，从那里可以轻松检查数据。这样，设备将能够检查设备所遵循的路径，以及在某个时间点接收信标的 ID 的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循了错误的路径。它将信标的 ID 号发送到网关，然后从那里发送到服务器，从那里可以轻松检查数据。这样，设备将能够检查设备所遵循的路径，以及在某个时间点接收信标的 ID 的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循了错误的路径。它将信标的 ID 号发送到网关，然后从那里发送到服务器，从那里可以轻松检查数据。这样，设备将能够检查设备所遵循的路径，以及在某个时间点接收信标的 ID 的模式是否有任何变化。我们将知道设备遵循了错误的路径。