Jak vytvořit aplikaci, která komunikuje s bluetooth-Quora
a co číst mou kuchařku IoT M2M? Stačí vyměnit mobilní modul za modul s nízkou energií Bluetooth. Pokud se vám líbí mohu pomoci s inexpenive ble moduly a GPS moduly.
exert of the IoT M2M Cookbook: http: / / www. gsm-modem. de / M2M / m2m_iot_cookbook/
obsah
1 Proč jsem napsal kuchařku IoT / M2M? 5
2 základní úvahy před zahájením projektu IoT / M2M 7
3 certifikace a schválení 7
3.1 Příklady rádiových schválení v EU a USA 7
3.2 příklady rádiových schválení v USA a Kanadě (PTCRB) 8
3.3 příklady schválení pro automobilový průmysl v Evropě 9
3.4 míra absorpce specifická pro SAR 10
4 Mobilní datová komunikace (GPRS, USSD, SMS, CSD, DTMF) 11
4.1 hlasová komunikace 11
4.2 Modem / akustická spojka / šifrování 11
4.3 DTMF (Dual Tone Multi Frequency) 12
4.4 GPRS (General Packed Radio Service) 12
4.5 SMS 12
4.6 USSD (nestrukturované doplňkové servisní údaje) 13
4.7 porovnání spotřeby energie (SMS, USSD a GPRS) 14
4.8 CSD (Data se spínaným obvodem) 15
5 Napájecí napětí 15
5.1 napájení při časování a čekání 16
5.2 mobilní modul v úsporném režimu 16
5.3 Vnitřní odpor baterií a lineárních transformátorů napětí 16
5.4 regulátor napětí se spínaným režimem 18
5.5 Simulace spínaného napájecího zdroje s LT Spice 18
5.6 kondenzátory při napájení a buněčný modul 20
5.7 Napájecí napětí pro anténu GNSS 20
>6 antén pro IoT / M2M zařízení 20
6.1 Monopolové a dipólové antény 20
6.2 jste si jisti, že nic nebude zasahovat do vaší vestavěné antény? 21
6.3 proč mají vestavěné čipové nebo patch antény různé rezonanční frekvence? 22
6.4 jak ovlivní pozemní rovina vaši vestavěnou anténu? 22
6.5 jak připojit vestavěnou anténu k bezdrátovému modulu 24
6.6 jak navrhnout anténní odpovídající obvod 26
6.7 bezplatný software pro automatické generování odpovídajícího obvodu 27
6.8 jak levně přepínat mezi interní a externí mobilní anténou nebo anténou GNSS 27
6.9 která anténa GPS se použije pro sledovací zařízení? 28
6.10 kterou vestavěnou anténu zvolit pro aplikaci Bluetooth / GNSS? 29
6.11 Dos a nedělat během návrhu vestavěné antény 32
6.12 příklad: vložená anténa PCB uvnitř prodejního automatu 33
6.13 příklad: Vložené antény na Telematickém zařízení GPSauge IN1 v. 2 gpsoverip 34
7 Simulace vestavěné antény GSM PCB track 34
7.1 definice projektu simulace antény 34
7.2 popis invertované antény F 35
7.3 3D model simulace 36
7.4 optimalizace – stanovení tvaru antény 37
7.5 typické požadavky na čtyřpásmovou GSM anténu 37
7.6 směrové charakteristiky antény pro dvě GSM frekvence 39
7.7 vliv krytu na anténu charakteristiky 41
7.8 vliv pozemní roviny na anténu charakteristiky 42
7.9 optimalizace simulované antény s odpovídajícím obvodem 43
7.10 navrhování v simulované anténě na speciální GSM / GPS tracker 44
8 komponenty kolem celulárního modulu 45
8.1 SIM karta 45
8.2 předplatné SIM karty 46
8.3 nízká ESR kondenzátor 46
8.4 ESD ochrana 47
8.5 reproduktor a mikrofon 47
8.6 Aktualizace firmwaru pro konečnou desku plošných spojů 47
9 příklady chyb a chyb během vývoje M2M 48
9.1 Reset vypnutí 48
9.2 SMS chyby 48
9.3 chyby CSD 49
9.4 chyby připojení IP 49
9.5 analýzy nejvíce chyb návrhu V jednom návrhu M2M 49
9.6 analýza chyb track antény PCB pro GSM 51
9.7 analýza čipové antény GSM na malé pozemní rovině 52
9.8 analýza švýcarských GSM hodinek 53
9.9 analýza vestavěné LTE antény podrobně 53
10 radiační šum, maximální rušivé anténní záření 54
10.1 anténní záření versus radiační šum 54
10.2 vodivý šum 56
10.3 vodivý šum transformovaný na vyzařovaný šum 56
10.4 vyzařovaný šum transformovaný na vodivý šum 56
10.5 prevence proti vyzařovanému šumu 57
11 Jak používat vektorový síťový analyzátor pro vývoj IoT M2M 58
11.1 Průvodce rychlým startem vektorový analyzátor MiniVNA Tiny 60
11.2 vysvětlení S11, VSWR, návratová ztráta, koeficient odrazu a šířka pásma antény 62
11.3 odhalení pravdy – čtyři celulární antény testované s MiniVNA 64
11.4 porovnání tří vektorových síťových analyzátorů 71
12 testování vašeho zařízení M2M 76
12.1 TX power peaks testovacím režimem celulárního modulu 76
12.2 Pseudo zatížení 2 ampér peak load s vlastním generátorem funkcí 77
12.3 TX power peaks s testerem GSM 78
12.4 testování citlivosti 78
12.5 testování vyzařovaného výkonu TX 78
12.6 kde si můžete koupit levné mobilní zařízení tester? 78
12.7 příklad zprávy o měření ze zkušebního zařízení GSM 79
12.8 zvlnění a špičkové napětí – viditelné na zkušebním zařízení GSM 83
12.9 jak testovat modul UMTS na cizím pásmu 84
12.10 testování s testery UMTS 84
12.11 jak testovat modul LTE na zahraničních pásmech 86
12.12 potenciální potíže s moduly LTE po celém světě 86
12.13 testování modulu GNSS 87
12.14 měření celulární antény ve 3D 87
12.15 shrnutí testování 88
13 AT příkazy 88
13.1 AT příkazy během napájení na celulárního modulu evaluation kit 88
13.2 „Hello World“ pro GSM – AT příkazy k odeslání SMS 89
13.3 AT příkazy a logické smyčky pro nastavení komunikačního kanálu 90
14 popisy projektů zařízení IoT M2M 91
14.1 popis projektu dlouhodobého sledovacího zařízení 91
14.2 popis projektu flexibilního sledovacího zařízení pro bankovky 92
15 Děkuji 94
1 Proč jsem napsal kuchařku IoT / M2M?
pracoval jsem v bezdrátovém průmyslu M2M více než čtvrt století. Před pětadvaceti lety jsme neměli ani slovo pro “ M2M „nebo “ IoT“. Vyvinuli jsme zařízení Stroj na stroj, aniž bychom věděli, že o desetiletí později se tyto výtvory budou nazývat „zařízení M2M“. Před pětadvaceti lety neexistovala síť GSM pro bezdrátovou datovou komunikaci. Udělal jsem své první kroky v bezdrátové datové komunikaci s klávesou Frequency Shift Keying (FSK) na soukromých mobilních rádiích (PMR). Na PMR jsme dosáhli komunikační rychlosti 3600 bitů za sekundu. O něco později jsme začali používat veřejná analogová rádia. Tyto trubkové rádiové systémy poskytovaly místní pozemní bezdrátové sítě na FSK. Před lety byla z provozu vyřazena poslední veřejná analogová rádiová síť v Německu. GSM skočil se svou službou krátkých zpráv (SMS) a daty s přepínáním obvodů (CSD). CSD nám poskytlo 9600 bitů za sekundu. Mohli bychom použít SMS a CSD pro přímou celostátní datovou komunikaci. Později nám GSM roaming nabídl celosvětovou datovou komunikaci. Dnes je GSM / GPRS postupně vyřazován a je nahrazen technologií 3G a 4G.
v USA mobilní operátor na&T již nepřijímá nové aplikace M2M na GSM / GPRS. Na& T bude přijímat pouze aplikace na 3G a 4G (UMTS, HSPA, LTE). Někteří lidé se snaží rozlišovat mezi M2M a IoT. Říkejte tomu IoT nebo M2M-na tom nezáleží. Aplikace pro IoT nebo M2M často používají stejnou bezdrátovou technologii. IoT je zastřešující termín pro řadu podmnožin bezdrátové datové komunikace. M2M je jednou z těchto podmnožin a možná jednou z nejstarších. Další podmnožina internetu věcí se nazývá Průmysl 4.0 nebo průmyslový Internet věcí (IIoT). Jen chvíli počkejte a vždy přijde nový svět buzzů.
tato kuchařka IoT / M2M popisuje, jak vyvinout sledovací zařízení založené na celulárních a GNSS modulech. Telemetrické zařízení můžete vytvořit ignorováním aspektu GNSS. Mezi typická zařízení bez GNSS patří mobilní směrovače s ethernetovými porty nebo mobilní Wi-Fi most. Navigační systém pro nákladní automobily popsaný v této knize však již používá šest různých bezdrátových technologií (2G, 3G, GNSS, Classic Bluetooth, Bluetooth Low Energy a NFC) s pěti různými anténami V jednom krytu.
mobilní sítě pro GSM, HSPA a LTE jsou populární bezdrátové sítě Wide Area (WWAN). V některých regionech však máme WWAN přes CDMA a WiMAX.
někdy není snadné přijít s vhodným anglickým slovem pro termíny v této knize. Běžné slovo pro SMS ve Velké Británii je „textová zpráva“. V této knize budeme důsledně používat termín „SMS“. Předplacená SIM karta ve Velké Británii se nazývá „Pay as you go SIM karta“. Obvykle budu používat běžná slova určená ETSI – budu to nazývat předplacenou SIM kartou. Pokud použiji termín „GSM modul“, bude se to týkat i 3G a 4G modulů, protože poklesem UMTS, HSPA a LTE je stále 2G (GSM/GPRS). GPS je v zásadě nesprávný termín. Global Positioning System (GPS) je jen jedním z několika globálních navigačních satelitních systémů (GNSS), které poskytují funkce, které označujeme jako „GPS“. V současné době máme přístup k ruskému GNSS zvanému Glonass. Čínský GNSS se nazývá Beidou. V určitém okamžiku budeme mít přístup k Evropskému GNSS s názvem Galileo.
kuchařka IoT / M2M má pomoci vývojářům bezdrátových aplikací ušetřit nějaký čas a možná poskytnout některé inspirativní nápady. Je to kniha pro tvůrce a shrnuje kolektivní zkušenosti napříč mými různými zaměstnáními. Tím, že jsem vedl tým vývojářů, kteří jsou povinni navrhnout mobilní sledovací zařízení GSM / GPS, jsem se naučil myslet jako vývojář zařízení IoT / M2M. Za více než patnáct let práce s výrobou a distribucí jsem opakovaně poskytoval stejné rady a doporučení vývojářům bezdrátových aplikací. Původem této knihy byla 14stránková přihláška napsaná v červenci 2010. V květnu 2012 jsem se rozhodl dokumentovat příběh, který dodávám každý týden zákazníkům v rámci knihy. Cílem této knihy je vést vývojáře od fáze konceptu zařízení IoT / M2M až po konečný sériově vyráběný produkt. Tato kniha neposkytne úvodní podrobnosti, například jak funguje obrácená F anténa. Vysvětlit tyto pojmy, poskytnu odkazy na příslušné podpůrné informace. V každém případě vám tato kniha poskytne informace, které jsou často vynechány v oficiální dokumentaci výrobců rádiových modulů a antén. Tato kniha ukazuje invertovanou F PCB anténu pro GSM v detailu. Vysvětluje, jak jej přepracovat pomocí vlastní desky plošných spojů a jak celý design zapouzdřit do epoxidové pryskyřice. Vysvětluje také, jak integrovat čipovou nebo PCB anténu s koaxiálním kabelem.
některé koncepty napájení včetně modulů LT Spice pro regulátory DC/DC a generátoru zátěže pro špičkové proudy 2 ampér jsou také zahrnuty v knize. Je třeba poznamenat, že reset vypnutí je stále hlavní chybou v konstrukcích s celulárními moduly.
doufám, že se vám kniha bude líbit a doufám, že vám také ušetří nějaký čas.
pokud máte zájem získat kopii kuchařky IoT / M2M, neváhejte napsat e-mail Haraldovi.Naumann (at)gsm modem.