基于LBT01 LoRa的GPS跟蹤器和來自LoRa的BLE信標

我們來看一個基于BLE的位置跟蹤器和BLE信標。追蹤器與LoRa技術配合使用，使它的范圍達到了幾十公里。

硬件部件：

Arduino 101 × 1個

軟件應用程序和在線服務：

Arduino IDE

基于GPS的位置跟蹤是當今非常重要的服務之一。我們使用它來導航，并使用此來跟蹤我們的貨物位置。但是您聽說過不使用GPS進行位置跟蹤的情況嗎？今天，我們將討論使用BLE和LoRa技術制作位置跟蹤器的想法。但是在此之前，我們將討論使該應用程序成為可能的模塊內(nèi)部內(nèi)容。我們有基于LBT01 LoRa的GPS跟蹤器和來自LoRa的BLE信標。

什么是BLE？

在開始研究和研究我們現(xiàn)有的BLE信標之前。我們需要了解BLE是什么以及它如何工作。BLE代表藍牙低功耗。它是由藍牙特別興趣小組設計和銷售的無線個人區(qū)域網(wǎng)絡技術，旨在在醫(yī)療保健，健身，信標，安全性和家庭娛樂等行業(yè)中新穎地應用。目的是在保持相似的通信范圍的同時，顯著降低功耗和成本。低功耗藍牙技術在與經(jīng)典藍牙技術相同的頻譜范圍（2.400–2.4835 GHz ISM頻段）中運行，但使用不同的信道集。低功耗藍牙具有40個2 MHz信道，而不是經(jīng)典的藍牙79個1 MHz信道。在信道內(nèi)，數(shù)據(jù)使用高斯頻移調(diào)制進行傳輸，類似于經(jīng)典藍牙的基本速率方案。比特率是1 Mbit / s（在Bluetooth 5中選擇為2 Mbit / s），最大發(fā)射功率是10 mW（在Bluetooth 5中為100 mW）。低功耗藍牙使用跳頻來解決窄帶干擾問題。經(jīng)典藍牙也使用跳頻，但細節(jié)有所不同。結果，雖然FCC和ETSI都將藍牙技術歸類為FHSS方案，但低功耗藍牙被歸類為使用數(shù)字調(diào)制技術或直接序列擴頻的系統(tǒng)。最大發(fā)射功率為10毫瓦（藍牙5中為100毫瓦）。低功耗藍牙使用跳頻來解決窄帶干擾問題。經(jīng)典藍牙也使用跳頻，但細節(jié)有所不同。結果，雖然FCC和ETSI都將藍牙技術歸類為FHSS方案，但低功耗藍牙被歸類為使用數(shù)字調(diào)制技術或直接序列擴頻的系統(tǒng)。最大發(fā)射功率為10毫瓦（藍牙5中為100毫瓦）。低功耗藍牙使用跳頻來解決窄帶干擾問題。經(jīng)典藍牙也使用跳頻，但細節(jié)有所不同。結果，雖然FCC和ETSI都將藍牙技術歸類為FHSS方案，但低功耗藍牙被歸類為使用數(shù)字調(diào)制技術或直接序列擴頻的系統(tǒng)。

這里也使用LoRa技術，但今天我們不再討論。

內(nèi)部LBT1 LoRaWAN BLE室內(nèi)追蹤器

LBT1是一種遠程/低功耗LoRaWAN藍牙跟蹤器。它類似于基于LoRaWAN的GPS跟蹤器，我們之前使用了一些項目。

LBT1掃描并找到最近的i-Beacon信息，并通過LoRaWAN無線網(wǎng)絡將其發(fā)送到IoT服務器。IoT Server應該為信標預先配置位置映射，以便跟蹤LBT1跟蹤器的位置。LBT1定位于人和物的室內(nèi)定位。LBT1具有運動檢測功能，它還將檢測步行步驟并上行傳輸該值。LBT1由1000mA可充電鋰電池和充電電路供電，目標是在較短的跟蹤上行鏈路間隔內(nèi)進行實時跟蹤。

LBT1的技術規(guī)格是：-

單片機：STM32L072CZT6

閃存：192KB

內(nèi)存：20KB

EEPROM：6KB

時鐘速度：32Mhz

這是來自Dragino的LBT1 LoRaWAN BLE跟蹤器的簡短介紹。現(xiàn)在，我們將討論此跟蹤器中的內(nèi)容。當我們打開設備的白色外殼時，我們會看到Tracker的PCB。蓋子上沒有什么東西，除了覆蓋LED的半透明硅和紅色大按鈕。進入PCB板時，我們有一個按鈕，可以用作SOS按鈕，也可以將其編程用于任何其他目的。我們有一個電源開關可以打開或關閉設備。除此之外，用于提供連接和控制設備的主要組件如下所列：

BLE芯片：它具有Nordic的NRF52832 BLE芯片。它是提供藍牙連接性并覆蓋BLE Beacon進行的所有通信的芯片。要對此進行詳細研究，您可以從此處轉(zhuǎn)到其數(shù)據(jù)表。

基于STM32的微控制器：該跟蹤器裝有STM32L072CZT6微控制器。它是此Tracker的大腦和心臟。它控制節(jié)點內(nèi)部進行的所有通信以及節(jié)點功能所需的所有其他必要控制部分。

RFM95 LoRa芯片：這是負責與此節(jié)點進行的所有基于LoRa的通信的芯片。它將節(jié)點連接到網(wǎng)關，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到該網(wǎng)關。它也帶有可彎曲的天線，該天線可彎曲到板下方。您可以從此處詳細了解此內(nèi)容，并從此處獲取有關此模塊的其他信息。

我們還有一個電池管理芯片，一個編程器芯片和一個USB端口，通過它們我們可以對設備充電和編程。我們還有4個引腳，可用于對基于STM32的微控制器進行編程以根據(jù)我們的需求運行。引腳為RST，CLK，DIO和GND。在板子下面，我們有一個1000 mAh電池，可為設備供電并保持打開狀態(tài)。它是可充電電池。因此，所有這些組件共同構成了LBT1 LoRaWAN BLE室內(nèi)跟蹤器，可用于各種跟蹤應用中。

您可以從這里獲取LBT1跟蹤器。

BLE信標內(nèi)部

到現(xiàn)在為止，我們已經(jīng)討論了什么是BLE，然后，我們打開并檢查了LBT1 LoRaWAN BLE室內(nèi)跟蹤器的內(nèi)部內(nèi)容。現(xiàn)在，我們將了解什么是BLE信標以及其中的內(nèi)容。為此，我們有來自Dragino的BLE Beacon。您可以從這里獲取它們。顧名思義，BLE信標是通過藍牙低功耗通信的信標。信標設備是小型無線電發(fā)射器，策略性地安裝在各個位置，可以廣播給定范圍內(nèi)的低能耗藍牙信號。此范圍取決于硬件功能。信標設備平均可以將BLE信號傳輸?shù)?0米。來自信標的BLE信號能夠觸發(fā)與該位置有關的特定操作。信標通過BLE通道發(fā)送一個ID號，大約每秒10次。信標附近的支持藍牙的設備將獲取此ID號，并執(zhí)行為信標編程的任務。

現(xiàn)在，我們將看到這些信標中的內(nèi)容。打開信標的外殼時，我們看到了一個很小的簡單PCB。它上面有一個按鈕，用于打開或關閉信標。它還具有CR2032電池，該電池是光滑的3V紐扣電池，可為設備供電。由于BLE信號消耗的電量很少，因此該電池可持續(xù)使用4-5年。它具有電池座，陶瓷天線和晶體振蕩器，但信標的核心是Nordic的NRF52832 BLE芯片。該芯片負責與此信標在BLE上發(fā)生的所有通信。您可以從這里詳細了解該芯片。所有信標都有其自己的ID號，以使其與其他信標區(qū)分開。

基于BLE的室內(nèi)位置跟蹤器

我們已經(jīng)了解了制作此Tracker所需的組件，現(xiàn)在，我們可以繼續(xù)了解此Tracker如何工作。跟蹤器在要跟蹤的對象具有指定移動路徑的位置進行跟蹤時很有用。那就是對象將一次又一次地穿越相同的路徑。例如，如果我們需要跟蹤倉庫中某些自動駕駛自動叉車的運動。我們將要做的是，將LBT1 LoRaWAN BLE跟蹤器放置在每個要跟蹤的設備上，然后根據(jù)要跟蹤的設備數(shù)量，選擇合適的LoRaWAN網(wǎng)關并在其中進行配置以便將數(shù)據(jù)從跟蹤器發(fā)送到網(wǎng)關。之后，我們將確定可以放置BLE信標的某些位置。需要選擇周圍障礙物較少的位置，因為這將有助于增加信標可以覆蓋的范圍。同樣，信標的放置方式應使整個路徑都被信標覆蓋?，F(xiàn)在，只要Tracker進入任何信標范圍，帶有Tracker的設備都將被移動。它將信標的ID號發(fā)送到網(wǎng)關，然后從網(wǎng)關發(fā)送到服務器，從那里可以輕松地檢查數(shù)據(jù)。以這種方式，設備將能夠?qū)υO備所遵循的路徑進行檢查，并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。同樣，信標的放置方式應使整個路徑都被信標覆蓋?，F(xiàn)在，只要Tracker進入任何信標范圍，帶有Tracker的設備都將被移動。它將信標的ID號發(fā)送到網(wǎng)關，然后從網(wǎng)關發(fā)送到服務器，從那里可以輕松地檢查數(shù)據(jù)。以這種方式，設備將能夠?qū)υO備所遵循的路徑進行檢查，并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。同樣，信標的放置方式應使整個路徑都被信標覆蓋?，F(xiàn)在，只要Tracker進入任何信標范圍，帶有Tracker的設備都將被移動。它將信標的ID號發(fā)送到網(wǎng)關，然后從網(wǎng)關發(fā)送到服務器，從那里可以輕松地檢查數(shù)據(jù)。以這種方式，設備將能夠?qū)υO備所遵循的路徑進行檢查，并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。它將信標的ID號發(fā)送到網(wǎng)關，然后從網(wǎng)關發(fā)送到服務器，從那里可以輕松地檢查數(shù)據(jù)。以這種方式，設備將能夠?qū)υO備所遵循的路徑進行檢查，并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。它將信標的ID號發(fā)送到網(wǎng)關，然后從網(wǎng)關發(fā)送到服務器，從那里可以輕松地檢查數(shù)據(jù)。以這種方式，設備將能夠?qū)υO備所遵循的路徑進行檢查，并且在某個時間點上接收信標ID的模式是否有任何變化。我們將知道設備遵循錯誤的路徑。

因此，這就是基于BLE信標和Dragino的LBT1 LoRaWAN室內(nèi)BLE跟蹤器的基于BLE的室內(nèi)跟蹤器的想法。我們還深入了解了這些設備內(nèi)部的功能，使它們能夠執(zhí)行所有這些操作。
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