我有一个带有SIM808的数据记录器板。 SIM808具有蓝牙3.0功能。该板本身实现了电池管理系统,该系统能够执行重量,湿度和温度测量,还可以检测设备的位移。所有收集的数据都通过GPRS连接传输到远程服务器。

设备本身可以安装在蜂箱中,但是拥有数百个蜂箱的SIM卡并不划算。因此,这只能用作主机,除了GPRS功能外,还具有数据记录功能。

因此,我计划实现不带SIM808模块的从属板。因此,代替SIM808,需要一个简单的无线通信单元来实现蜂箱之间的本地无线通信。

主机将查询所有从机的数据,然后通过GPRS传输所有内容。

它应该看起来像这样,只有一百个蜂巢:

蓝牙,正如我所说的主设备已经具有蓝牙3.0。但是我不能完全确定蓝牙是否是查询一百个从属设备以获取1 kBs数据的正确方法。

从设备可收集的数据不会超过1 kB /查询。

所以总而言之,我可以留在蓝牙上还是应该添加ZigBee?例如我的设备还是还有其他选择?

更多详细信息:


最大距离为30米
电池供电,低功耗的解决方案将是一个很好的选择
主服务器每15分钟运行一次查询

主要目标是使主机能够高效查询从机,并且应该在不修改主机PCB的情况下完成此操作。两种可能性是:蓝牙3.0(已可供主机使用),或其他我可以通过板载MCU的I2C总线连接至主板的技术。 (我不坚持使用蓝牙,这是起点,因为我已经通过SIM808拥有BT 3.0。)



评论

我有一个遥远的想法,蓝牙一次只能支持16个奴隶。除此之外,似乎还可以(还有一个不错的现实物联网设计问题)。你考虑过范围吗?

似乎限制为7,但这不是阻塞问题。 superuser.com/questions/332767/…

范围(以及范围的未来证明)将是我对蓝牙的主要关注。如果您决定将来搬家或部署更多蜂箱,您可能会很快陷入困境。如果我要构建它,我想我会选择El-cheapo Android手机作为集线器,并在每个配置单元中选择ESP8266。这会将您所有的本地通信转移到WiFi,并在需要升级时为您提供高度可更换的部件。

在这种情况下,蓝牙似乎是一个差劲的解决方案-问题只会让网状网络震惊我(ZigBee可能会很好地工作)。如果所需范围是30m,则可能是在严重消耗电力(请参阅此处的表)。我怀疑,在100mW的使用率下,您可能只需要花费数小时或数天的电池寿命,具体取决于传输频率。您到底想使用哪种电池?

对于需要长期使用电池供电的节点,BTLE可能比传统的BT更适合,但无论哪种方式,可靠性都需要30米的距离。根据需要发送的数据量,可以考虑使用LoTh,可能使用Thing Network样式的网关,可以是您自己的网关,也可以是已经存在范围的网关。

#1 楼

或者,可能值得考虑使用无线Hart(高速公路可寻址远程传感器)。这是使用802.15.4标准的2.4GHz(免许可频段)智能网状网络技术。 WHart使用直接序列扩频技术,至少需要三个主要组成部分。即无线设备,网关和网络管理器。



单击图像可放大图像。

另外取决于网络,安全管理器,适配器和手持终端可以添加。

除尘网络提供SOC选项,其中一些具有I2C接口。以下附件是一些数据表的链接。不幸的是,我对这项技术的了解非常有限,因此值得进一步研究。

参考文献


LTP5901-IPM / LTP5902-IPM
WirelessHART-工作原理


#2 楼

从功耗的角度来看,考虑到您的限制,Bluetooth 3.0似乎不是一个可行的选择。

让我们假设您要每分钟传输2秒数据,然后休息一下的时间。考虑到30米的射程要求,您可能需要使用1类蓝牙无线电:


1类,主要用于工业用例,[射程最大] 100米(300英尺)。蓝牙营销可以证明1类范围在大多数情况下为20–30米(66–98英尺)


我想如果没有清晰的路径,则范围会更小进行无线电传输,甚至可能在具有挑战性的无线电环境中使用。在外面,我想这没什么问题。

因此,假设以上情况是正确的:您将在传输阶段以大约100mW的功率传输1小时的30分之一。 />
因此,每小时您将消耗大约0.00333 Wh的能量。相比之下,“长寿命”碱性AA电池可存储约2.6 Wh的能量。因此,使用蓝牙3.0可以为您的电池供电约30天,这虽然还不错,但可能会更好。

这些计算都非常粗略,但是如果需要的话,应该算是合理的选择这些假设是正确的。 EE Times建议将5%的时间传输在高端,而我估计的2秒/分钟约为3.33%。


蓝牙低功耗(BLE)可能会更高可行的本页建议在77m的范围内提供10mW的功率,这将使电池寿命接近1年(更准确地说是325天!)。但是,这将需要新的硬件,这是一个缺点。

正如我在评论中提到的那样,这种设置对于网状网络来说似乎是完美的,这将大大减少您的范围要求,因为您不必将30米传输到集线器,而只需将2米或3米传输到下一个蜂箱。在这种情况下,您可能会放弃功能不那么强大的无线电,从而节省电池寿命。

值得考虑其中一种网状协议,例如ZigBee或新的BLE Mesh协议,两者都非常适合您的用例。

评论


根据您上面的评论,一旦我阅读了说明,很明显网状网络就是答案。尽管OP询问了BT,并且答案与BT有关,但可能是他不了解网状网络。我认为我们应该多解释一下,并朝着这个方向努力。这对于将来的读者也将是有益的。 @Bence,请在en.wikipedia.org/wiki/Mesh_networking开始阅读

–莫格说要恢复莫妮卡
17年1月18日在8:12

@Mawg我不使用,但SIM808提供BT 3.0,这就是为什么我首先询问BT的原因。我对网状网络有所了解(在问题中最初提到了ZigBee),但是如果蓝牙能够解决问题,我就不会投资于另一个模块。但似乎BT 3.0并非实现之道。因此,我特别欢迎提供有关网状网络或ZigBee的详细答案。

– Bence Kaulics
17年1月18日在11:11

@Mawg我主要忽略了这一点,因为我无法很好地回答,因此我将其留给其他人以使其更正确地解决。如果您(或其他人)可以更直接地解决网状网络部分,那么我很乐意支持!

–Aurora0001♦
17年1月18日在15:05

#3 楼

我已经记录了BLE低功耗方面的某些方面,以回应在公园模式下Bluetooth Low Energy和Bluetooth BR / EDR之间的区别是什么?这是一个建议。
像SIM808一样具有串行接口。因此,我建议将SIM808模块与双模式1类BLE(例如KC-5170)集成。我想您也可以使用单模BLE。
SIM808串行接口

KC5170串行接口

上面的配置是一个主设备,具有BLE Class 1单模设备作为从设备。
我建议使用BLE 1类BLE模块,例如BR-LE4.0-S2A。我相信可以将无限数量的从设备连接到主设备(需要配置)。
下面是BLE双模和单模的简化框图。

BLE功耗图

我建议阅读参考文献以获取更多详细信息。
更新(1/22/2017):根据提供的信息,请确保不太可用的GPIO,SPI位敲打可能是连接SPI的另一种选择基于BLE的模块。随附一个I2C基础大爆炸教程,供您参考。
另一种选择是使用BLE SOC,例如TI CC2640,它支持I2C。折衷方案是该设备是2类设备。
单击图像查看大图。 BR / EDR处于“公园”模式?
为什么蓝牙耳机在户外会受到干扰(声音不稳定)?第一部分
蓝牙4.0:蓝牙低能耗简介-第二部分
测量蓝牙®低能耗功耗
蓝牙低能耗应用开发商的技术考虑因素


评论


在BT 3.0之上提出的BLE(似乎是合理的),但是并没有解决网状协议会更好的问题(我想这是相似的,因此成本和熟悉程度可能是决定性因素)。

– Sean Houlihane
17年1月18日在9:26

请在每张图片上说明来源,而不是仅在底部添加参考列表。

– Helmar♦
17年1月18日在10:06

主板已经制造完成。因此,我可以选择BT 3.0或可以通过I2C连接的东西,这些对我来说都是已经提到的可能性。

– Bence Kaulics
17年1月18日在10:15

@Helmar,我在这里已经详细解释了。抱歉,我没有空闲时间来重复志愿者的工作。但是研究已经完成,感兴趣的人也可以参考。很抱歉,没有更多的空闲时间。

–马亨德拉·古纳瓦德纳(Mahendra Gunawardena)
17年1月18日在11:42

@SeanHoulihane我所做的一切主要是分享功耗方面的一些研究,以帮助OP做出决定。在工程中,有许多技术和非技术因素会影响更改。另外,我认为TI具有可以加载Zigbee或BLE堆栈的模块,这是构建硬件时要考虑的问题。

–马亨德拉·古纳瓦德纳(Mahendra Gunawardena)
17年1月18日,11:46