Cómo crear una aplicación que se comunique con bluetooth-Quora
¿Qué tal leer mi libro de cocina IoT M2M? Simplemente reemplace el módulo celular por un módulo Bluetooth de baja energía. Si lo desea, puedo ayudarlo con módulos BLE y módulos GPS inexpenive.
Ejercicio del libro de cocina IoT M2M: http: / / www. módem gsm. de/M2M/m2m_iot_cookbook/
Tabla de contenido
1 ¿por Qué Escribo el IoT / M2M libro de cocina? 5
2 Consideraciones fundamentales antes de iniciar el proyecto IoT / M2M 7
3 Certificaciones y aprobaciones 7
3.1 Ejemplos de aprobaciones de radio en la UE y EE.UU. 7
3.2 Ejemplos de aprobaciones de radio en EE. UU. y Canadá (PTCRB) 8
3.3 Ejemplos de aprobaciones relacionadas con automóviles en Europa 9
3.4 Tasa de absorción específica de SAR 10
4 Comunicación de datos celulares (GPRS, USSD, SMS, CSD, DTMF) 11
4.1 Comunicación de voz 11
4.2 Módem / acoplador acústico / cifrado 11
4.3 DTMF (Frecuencia Múltiple de Doble Tono) 12
4.4 GPRS (Servicio de Radio Empaquetado General) 12
4.5 SMS 12
4.6 USSD (Datos de Servicio Complementarios No Estructurados) 13
4.7 Comparación del consumo de energía (SMS, USSD y GPRS) 14
4.8 CSD (Datos conmutados de circuito) 15
5 Tensión de alimentación 15
5.1 Sincronización y espera de encendido 16
5.2 Módulo celular en modo de ahorro de energía 16
5.3 Resistencia interna de baterías y transformadores de voltaje lineal 16
5.4 Regulador de voltaje en modo conmutado 18
5.5 Simulación de una potencia conmutada suministros con LT Spice 18
5.6 Condensadores en la fuente de alimentación y módulo celular 20
5.7 Voltaje de alimentación para antena GNSS 20
6 Antenas para dispositivos IoT / M2M 20
6.1 Antenas monopolo y dipolo 20
6.2 ¿Está seguro de que nada interferirá con su antena integrada? 21
6.3 ¿Por qué las antenas de chip o parche incrustadas tienen diferentes frecuencias de resonancia? 22
6.4 ¿Cómo afectará el plano de tierra a su antena integrada? 22
6.5 Cómo conectar su antena integrada con su módulo inalámbrico 24
6.6 Cómo diseñar un circuito que coincida con la antena 26
6.7 Software gratuito para generar un circuito que coincida automáticamente 27
6.8 Cómo cambiar entre una antena celular o GNSS interna y externa a bajo costo 27
6.9 ¿Qué antena GPS se utilizará para un dispositivo de seguimiento? 28
6.10 ¿Qué antena integrada seleccionar para una aplicación Bluetooth / GNSS? 29
6.11 Qué hacer y qué no hacer durante el diseño de la antena integrada 32
6.12 Ejemplo: Antena de PCB integrada dentro de una máquina expendedora 33
6.13 Ejemplo: Antenas integradas en el dispositivo telemático GPSauge IN1 v. 2 de GPSoverIP 34
7 Simulación de una antena de pista de PCB GSM integrada 34
7.1 Definición del proyecto de simulación de antena 34
7.2 Descripción de la antena invertida F antena 35
7.3 Modelo 3D de la simulación 36
7.4 Optimización – determinación de la forma de la antena 37
7.5 Requisitos típicos de una antena GSM de cuatro bandas 37
7.6 Características direccionales de la antena para dos frecuencias GSM 39
7.7 Influencia de la carcasa en las características de la antena 41
7.8 Influencia del plano de tierra en las características de la antena 42
7.9 Optimización de la antena simulada con el circuito correspondiente 43
7.10 Diseño en la antena simulada a un rastreador GSM / GPS especial 44
8 Componentes alrededor del módulo celular 45
8.1 Tarjeta SIM 45
8.2 Suscripción a la tarjeta SIM 46
8.3 Condensador ESR bajo 46
8.4 protección ESD 47
8.5 Altavoz y micrófono 47
8.6 Actualización de firmware para la PCB final 47
9 Ejemplos de errores y errores durante el desarrollo de M2M 48
9.1 Restablecimiento de apagado 48
9.2 Errores de SMS 48
9.3 Errores de CSD 49
9.4 Errores de conexión IP 49
9.5 Análisis de la mayoría de los errores de diseño en un diseño M2M 49
9.6 Análisis de errores de una antena de pista PCB para GSM 51
9.7 Análisis de una antena de chip GSM en un pequeño plano de tierra 52
9.8 Análisis de un reloj suizo GSM 53
9.9 Análisis de la antena LTE integrada en detalle 53
10 Ruido de radiación, radiación máxima de antena espuria 54
10.1 Radiación de antena frente a ruido de radiación 54
10.2 Ruido conductor 56
10.3 Ruido conductor transformado en ruido radiado 56
10.4 Ruido radiado transformado en ruido conductor 56
10.5 Prevención contra el ruido radiado 57
11 Cómo usar un analizador de red vectorial para desarrollo IoT M2M 58
11.1 Guía de inicio rápido Analizador vectorial miniVNA Tiny 60
11.2 Explicación S11, VSWR, pérdida de retorno, coeficiente de reflexión y ancho de banda de antena 62
11.3 Revelando la verdad: cuatro antenas celulares probadas con miniVNA 64
11.4 A comparación de tres Analizadores de red Vectoriales 71
12 Probando su dispositivo M2M 76
12.1 picos de potencia TX por modo de prueba de módulo celular 76
12.2 Pseudo carga de carga máxima de 2 amperios con generador de funciones hecho a sí mismo 77
12.3 picos de potencia TX con un probador GSM 78
12.4 Prueba de sensibilidad 78
12.5 Prueba de potencia TX radiada 78
12.6 ¿Dónde puede comprar un comprobador celular barato? 78
12.7 Ejemplo de informe de medición del equipo de prueba GSM 79
12.8 Tensión de ondulación y pico – visible en equipos de prueba GSM 83
12.9 Cómo probar un módulo UMTS en banda extranjera 84
12.10 Pruebas con comprobadores UMTS 84
12.11 Cómo probar un módulo LTE en bandas extranjeras 86
12.12 Dificultades potenciales con módulos LTE en todo el mundo 86
12.13 Pruebas del módulo GNSS 87
12.14 Medición de la antena celular en 3D 87
12.15 Resumen de pruebas 88
13 Comandos AT 88
13.1 comandos AT durante el encendido de su kit de evaluación de módulos celulares 88
13.2 «Hola Mundo» para comandos GSM – AT para enviar un SMS 89
13.3 Comandos AT y bucles lógicos para configurar un canal de comunicación 90
14 Descripciones de proyectos de dispositivos IoT M2M 91
14.1 Descripción del proyecto de un dispositivo de seguimiento a largo plazo 91
14.2 Descripción del proyecto de un dispositivo de seguimiento flexible para billetes de banco 92
15 Gracias 94
1 ¿Por qué escribí el Libro de cocina IoT / M2M?
He trabajado en la industria M2M inalámbrica durante más de un cuarto de siglo. Hace veinticinco años, ni siquiera teníamos una palabra para «M2M» o «IoT». Desarrollamos dispositivos Máquina a máquina sin saber que décadas después estas creaciones se llamarían «Dispositivos M2M». Hace veinticinco años, la red GSM para la comunicación inalámbrica de datos no existía. Di mis primeros pasos en la comunicación inalámbrica de datos con la clave de Cambio de frecuencia (FSK) en Radios Móviles Privadas (PMR). En PMR logramos velocidades de comunicación de 3600 bits por segundo. Un poco más tarde empezamos a usar radios troncales analógicas públicas. Estos sistemas de radio troncales proporcionaban redes inalámbricas terrestres locales en FSK. Hace años, la última red de radio troncal analógica pública de Alemania fue retirada de servicio. GSM entró con su Servicio de Mensajes Cortos (SMS) y Datos de Conmutación de Circuitos (CSD). El CSD nos proporcionó 9600 bits por segundo. Podríamos usar SMS y CSD para una comunicación de datos directa en todo el país. Más tarde, el roaming GSM nos ofreció comunicación de datos en todo el mundo. Hoy en día, el GSM / GPRS se está eliminando gradualmente y se está reemplazando por la tecnología 3G y 4G.
En los EE.UU., el operador de telefonía celular EN& T ya no acepta nuevas aplicaciones M2M en GSM/GPRS. AT& T solo aceptará aplicaciones en 3G y 4G (UMTS, HSPA, LTE). Algunas personas intentan diferenciar entre M2M e IoT. Llámelo IoT o M2M, no importa. Las aplicaciones para IoT o M2M a menudo utilizan la misma tecnología inalámbrica. IoT es el término general para una serie de subconjuntos de comunicaciones de datos inalámbricas. M2M es uno de estos subconjuntos y quizás uno de los más antiguos. Otro subconjunto de IoT se llama Industria 4.0 o Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Solo espera un rato y siempre surgirá un nuevo mundo de moda.
Este libro de cocina de IoT / M2M describe cómo desarrollar un dispositivo de seguimiento basado en módulos móviles y GNSS. Puede crear un dispositivo telemétrico ignorando el aspecto GNSS. Los dispositivos típicos sin GNSS incluyen enrutadores celulares con puertos Ethernet o un puente celular a Wi-Fi. Sin embargo, el sistema de navegación para camiones descrito en este libro ya utiliza seis tecnologías inalámbricas diferentes (2G, 3G, GNSS, Bluetooth Clásico, Bluetooth de Baja Energía y NFC) con cinco antenas diferentes dentro de un recinto.
Las redes celulares para GSM, HSPA y LTE son las populares Redes Inalámbricas de Área Amplia (WWAN). Sin embargo, en algunas regiones tenemos WWAN sobre CDMA y WiMAX.
A veces no es fácil encontrar la palabra inglesa apropiada para los términos de este libro. La palabra común para SMS en el Reino Unido es «mensaje de texto». En este libro, usaremos consistentemente el término «SMS». Una tarjeta SIM de prepago en el Reino Unido se llama «Tarjeta SIM de pago por uso». Por lo general, utilizaré las palabras comunes especificadas por ETSI, lo llamaré una tarjeta SIM prepagada. Si utilizo el término «módulo GSM», esto también cubrirá los módulos 3G y 4G, porque el respaldo de UMTS, HSPA y LTE sigue siendo 2G (GSM/GPRS). GPS es fundamentalmente un término incorrecto. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es solo uno de los varios Sistemas Mundiales de Navegación por Satélite (GNSS) que proporcionan la funcionalidad a la que nos referimos como «GPS». Actualmente podemos acceder al GNSS ruso llamado Glonass. El GNSS chino se llama Beidou. En algún momento podremos acceder al GNSS europeo llamado Galileo.
El libro de cocina IoT / M2M está destinado a ayudar a los desarrolladores de aplicaciones inalámbricas a ahorrar tiempo y tal vez proporcionar algunas ideas inspiradoras. Es un libro para creadores y resume la experiencia colectiva a través de mis diferentes trabajos. Al liderar el equipo de desarrolladores que se requiere para diseñar un dispositivo de rastreo GSM/GPS móvil, aprendí a pensar como un desarrollador de un dispositivo IoT / M2M. En más de quince años de trabajo con la fabricación y la distribución, he proporcionado repetidamente los mismos consejos y recomendaciones a los desarrolladores de aplicaciones inalámbricas. El origen de este libro fue una nota de solicitud de 14 páginas escrita en julio de 2010. En mayo de 2012, tomé la decisión de documentar la historia que entrego semanalmente a los clientes dentro de un libro. El objetivo de este libro es guiar a los desarrolladores desde la etapa de concepto de un dispositivo IoT / M2M hasta el producto final producido en masa. Este libro no proporcionará detalles introductorios, como el funcionamiento de una antena F invertida. Para explicar esos conceptos, proporcionaré enlaces a información de apoyo relevante. En cualquier caso, este libro le proporcionará información que a menudo se omite en la documentación oficial de los fabricantes de módulos de radio y antenas. Este libro muestra una antena PCB F invertida para GSM en detalle. Explica cómo rediseñarlo con su propia PCB y cómo encapsular todo el diseño en resina epoxi. También explica cómo integrar una antena de chip o PCB con un cable coaxial.
Algunos conceptos de fuente de alimentación, incluidos los módulos LT Spice para reguladores de CC/CC y generador de carga para las corrientes de pico de 2 Amperios, también se incluyen en el libro. Cabe señalar que el reinicio de apagado sigue siendo la falla principal en los diseños con módulos celulares.
Espero que disfrute leyendo el libro y espero que también le ahorre tiempo.
Si está interesado en obtener una copia del libro de cocina IoT / M2M, no dude en enviar un correo electrónico a Harald.módem gsm naumann (at). de