Premeňte svoju malinovú pí na maják Bluetooth a vysielajte adresu URL

Bluetooth je jednou z revolučných technológií na bezdrôtový prenos dát, ovládanie ďalších zariadení, budovanie systémov domácej automatizácie atď. Ale už ste niekedy premýšľali nad tým, že Bluetooth je možné použiť aj na vysielanie akýchkoľvek informácií do okolitých zariadení na zobrazenie dôležitých informácií, ľahko Pokladňa atď. Existuje protokol vyvinutý spoločnosťou Google na vykonávanie úloh, ktorý je možné ľahko nasadiť na Raspberry Pi, aby sa stal vysielačom Bluetooth Beacon.

V tomto tutoriáli sa dozvieme niečo o BLE (Bluetooth Low Energy) a Bluetooth majáku a nainštalujeme si Eddystone Bluetooth Beacon do Raspberry Pi na vysielanie URL. Je veľmi ľahké previesť Raspberry Pi na Bluetooth Beacon, pretože má zabudované Bluetooth.

Čo je to BLE a Bluetooth Beacon?

Názov Bluetooth Low Energy, ako naznačuje jeho názov, spotrebuje menej energie ako klasický Bluetooth. Dosahuje sa to odosielaním údajov, ak je to potrebné, s vopred definovanými periodickými aktualizáciami. Ale na rozdiel od klasického Bluetooth sa nepoužíva na prenos súborov alebo hudby. Zariadenie BLE pracuje s Bluetooth V4.0 a môže pracovať s nízkou spotrebou energie ako server alebo ako klient, čo z BLE robí ideálnu voľbu pre majáky, inteligentné hodinky, fitnes pásky apod. Klasické Bluetooth na druhej strane je len obyčajný starý Protokol Bluetooth, ktorý používame na prenos súborov a ďalších údajov. Takmer všetky zariadenia BLE sú spojené s funkciou Classic Bluetooth. Predtým sme podrobne vysvetlili BLE s ESP32.

Bluetooth majáky:

Majáky sú hardvérové ​​zariadenia, ktoré vysielajú určité správy do blízkych elektronických zariadení a správajú sa ako vysielatelia. Táto technológia umožňuje prenosným zariadeniam vykonávať niektoré činnosti, keď sú v tesnej blízkosti signalizačného zariadenia. Teraz je možné majáky implementovať pomocou technológie BLE a klasického rozhrania Bluetooth. Pretože väčšina smartfónov a iných elektronických zariadení je kompatibilných s BLE a je možné ich použiť ako prijímač majákov, implementácia majáku BLE je efektívnejšia v porovnaní s klasickým majákom Bluetooth na zníženie spotreby energie.

V priemere môže maják Bluetooth Low Energy prenášať signály BLE na 80 metrov.

Ako funguje a používa technológia BLE s majákmi?

BLE je technológia s nízkou spotrebou energie, ktorá je navrhnutá pre komunikáciu na krátku vzdialenosť a je preferovaná tam, kde je životnosť batérie dôležitejším faktorom ako vysoká rýchlosť prenosu dát. Prenos údajov v tejto komunikácii je iba jednosmerný. Maják BLE vysiela v pravidelných intervaloch malé dátové pakety. Tieto dátové pakety sú prijímané a dekódované aplikáciou skenovania majákov nainštalovanou v smartfónoch. Prijaté údaje spúšťajú akcie, ako je propagácia produktu alebo odoslanie správy.

V majáku Bluetooth je ním ID číslo prenášané 10-krát za sekundu prostredníctvom kanálov BLE. Potom toto identifikačné číslo prijme zariadenie s podporou Bluetooth a rozpozná ho aplikácia majáčkového skenera, spojí ho s akciou, ako je napríklad stiahnutie aplikácie alebo časti obsahu uloženej v cloude, a zobrazenie na smartfóne.

Čo je Eddystone Beacon?

Eddystone je protokol vyvinutý spoločnosťou Google, ktorý umožňuje vysielať jednosmerné správy na zariadenia BLE. Rámec Eddystone-URL tvorí chrbticu fyzického webu, ktorý pomáha pri objavovaní webového obsahu v jeho okolí. Maják môže vysielať štyri typy údajov pomocou protokolu Eddystone. Sú to tieto:

1. Eddystone-URL na vysielanie adries URL
2. Eddystone-UID na vysielanie ID majákov
3. Eddystone-TLM na vysielanie telemetrie majákov, ako je teplota zariadenia, sila batérie atď.
4. Eddystone-EID pre bezpečnosť.

Existujú aj iné typy majákov, napríklad iBeacon, ktorý je určený pre zariadenia podporované systémom iOS, ale Eddystone je určený iba pre zariadenia so systémom Android. Upozorňujeme tiež, že spoločnosť Google ukončila upozornenia v okolí. Teraz si bude musieť používateľ nainštalovať špecializovanú aplikáciu na skenovanie majákov, ktorá bude zobrazovať vysielaný obsah.

V tomto tutoriále použijeme Raspberry Pi ako Eddystone Beacon a zameriame sa na vysielanie adresy URL pomocou adresy Eddystone URL, aby ktokoľvek mohol ľahko získať prístup k vysielaným informáciám pomocou svojich zariadení s Androidom.

Požiadavky

Tu je na zostavenie tohto Bluetooth Beacon potrebný iba Raspberry Pi. Mal by to byť Raspberry Pi 2 alebo novší s nainštalovanou Raspbian Jessie alebo novším OD.

Tu použijeme SSH na prístup k Raspberry Pi na notebooku. Môžete použiť pripojenie VNC alebo vzdialenej pracovnej plochy na prenosnom počítači alebo môžete pripojiť svoju Raspberry pi k monitoru. Tu sa dozviete viac o bezhlavom nastavení Raspberry Pi bez monitora.

Nastavte Raspberry Pi pre Eddystone Beacon

Nastavenie vysielača Eddystone na Raspberry Pi je veľmi jednoduché. Zahŕňa iba 3 príkazy.

To je možné vykonať konfiguráciou HCI (Host Controller Interface), ku ktorému je prístup pomocou hciconfig commad. Ak chcete skontrolovať, čo sa dá urobiť pomocou tohto príkazu, zadajte do terminálu nasledujúci príkaz.

hciconfig -h

1. Najprv musíme povoliť zariadenie Bluetooth na našom Raspberry Pi pomocou nižšie uvedeného príkazu.

sudo hciconfig hci0 hore

2. Teraz musíme pomocou nasledujúceho príkazu nastaviť Bluetooth na „reklamné a nepripojiteľné“ zariadenie.

sudo hciconfig hci0 leadv 3

3. Vyššie uvedené príkazy umožňujú zariadeniu spustiť vysielaciu službu, teraz stačí zadať údaje majáka do nasledujúceho príkazu, ktorý obsahuje rôzne informácie o rámcoch a adresu URL v hexadecimálnom formáte. Spustením nižšie uvedeného príkazu spustíte vysielanie majáku.

sudo hcitool -i hci0 cmd 0x08 0x0008 1c 02 01 06 03 03 aa fe 14 16 aa fe 10 00 02 63 69 72 63 75 69 74 64 69 67 65 73 74 07 00 00 00

Tento príkaz bude vysielať adresu URL

Ak chcete skontrolovať vysielanú správu na svojom inteligentnom telefóne, stiahnite si fyzickú webovú aplikáciu alebo skener Beacon do svojho smartfónu s Androidom a spustite skenovanie. Vysielaný odkaz sa zobrazí v aplikácii, ako je uvedené nižšie. Kliknutím na odkaz navštívte a otvorte webovú stránku v prehliadači.

Teraz porozumieme hexadecimálnemu kódovaniu správy. V nasledujúcej tabuľke sme uviedli vysvetlenie každej hodnoty v kóde:

Hodnota	Popis
0x08	#OGF = Pole prevádzkovej skupiny = skupina príkazov Bluetooth = 0x08
0x0008	#OCF = Pole príkazu operácie = HCI_LE_Set_Advertising_Data = 0x0008
1c	Dĺžka. Hexadecimálna 1c sa prevedie na 23 desatinných miest, čo je počet nasledujúcich bajtov.
02	Dĺžka
01	Označuje hodnotu dátového typu
06	Označuje údaje
03	Dĺžka
03	Kompletný zoznam 16-bitových hodnôt dátového typu UUID služby
aa	16-bitový Eddystone UUID
fe	16-bitový Eddystone UUID
14	Dĺžka. Šestnástková sústava 14 sa prevedie na 15 desatinných miest, čo je počet nasledujúcich bajtov
16	Hodnota údajového typu údajov služby
aa	16-bitový Eddystone UUID
fe	16-bitový Eddystone UUID
10	Typ rámca = URL
00	TX Power (toto by malo byť kalibrované)
02	Schéma URL (http: // = 0x02)
63	„c“ v šestnástkovej sústave
69	„i“ v šestnástkovej sústave
72	„r“ v šestnástkovej sústave
63	„c“ v šestnástkovej sústave
75	„u“ v šestnástkovej sústave
69	„i“ v šestnástkovej sústave
74	„t“ v šestnástkovej sústave
64	'd' v šestnástkovej sústave
69	„i“ v šestnástkovej sústave
67	„g“ v šestnástkovej sústave
65	„e“ v šestnástkovej sústave
73	„s“ v šestnástkovej sústave
74	„t“ v šestnástkovej sústave
07	.com (.com = 0x07)
00
00
00

Ak chcete vysielať ľubovoľné vlastné adresy URL pomocou technológie Raspberry Pi Bluetooth Beacon, stačí pomocou ľubovoľného online nástroja previesť znaky adresy URL na šestnástkové hodnoty a vložiť ich do vyššie uvedeného príkazu. Maximálny počet znakov, ktoré možno preniesť, je 16. Ak je adresa URL príliš dlhá, skráťte ju pomocou ľubovoľných služieb na skrátenie adresy URL, ako je bitly.com, a potom vložte údaje do vyššie uvedenej tabuľky.

Konvertovať každú postavu na hexadecimálny ekvivalent je veľmi ťažkopádne a časovo náročné. Pre uľahčenie vašej práce je k dispozícii kalkulačka príkazov Eddystone URL, kde stačí zadať adresu URL, ktorú chcete vysielať, a svoj príkaz pripravíte takto.

Bluetooth maják teraz vysiela URL a funguje dobre, ale treba kalibrovať ešte jednu vec, a to výkon Tx, ktorý je jednou z hodnôt vyššie uvedeného príkazu na získanie presnej vzdialenosti od Bluetooth majáku.

Optimalizujte výkon vysielaného signálu kalibráciou výkonu Tx

V ráme Eddystone je niekoľko komponentov, ktoré sa prenášajú a Tx výkon je jednou z nich, ktorá udáva silu signálu. Dekódovaním sily signálu prijímač zistí vzdialenosť od vysielača Beacon. Hodnota výkonu Tx môže byť v rozmedzí od -12 do 10. Aby sme dosiahli presnú vzdialenosť, musíme nájsť hodnotu metódou hit a trial. Za týmto účelom upravte hodnotu výkonu Tx v príkaze správy Eddystone a umiestnite svoj smartphone do vzdialenosti 1 m s otvorenou aplikáciou Beacon scanner. Teraz začnite do príkazu dávať hodnoty výkonu Tx od 0 do záporných hodnôt. Nezabudnite previesť desatinné hodnoty v hexa desatinnom formáte, na tento účel použite online nástroje na prevod hodnôt na ľahké dekódovanie a zoberte posledné dve číslice prevedenej hodnoty. V mojom prípade je hexa hodnota f4. Skontrolujte vzdialenosť v aplikácii skenera, upravte hodnoty, kým sa nezobrazí približne 1 m, a potom budete používať vysielač URL Eddystone s presnou vzdialenosťou.

Aplikácie Eddystone Bluetooth Beacon

Tu sú niektoré z prípadov použitia majáku BLE:

1. Maloobchod s povoleným BLE: Túto technológiu je možné použiť na prilákanie zákazníkov v okolí obchodov inzerovaním vzrušujúcich ponúk a predaja.
2. Udalosti s povoleným majákom BLE: Môže sa použiť na ľahkú registráciu na podujatiach a na štadiónoch s ľahkými platbami.
3. Majáky BLE v oblasti nehnuteľností: Môžete získať všetky podrobnosti o nehnuteľnostiach vo vašej blízkosti a môžete ich rezervovať jedným dotykom.

Existuje mnoho ďalších aplikácií, na ktoré si môžete myslieť a implementovať ich podľa požiadaviek.

Takto je možné Raspberry Pi použiť na vysielanie akejkoľvek správy alebo adresy URL tak, že ju pomocou Eddystone prevediete na Bluetooth Beacon. Skontrolujte ukážkové video nižšie.

/>