Comment créer une application qui communique avec Bluetooth – Quora
Que diriez-vous de lire mon livre de recettes IoT M2M? Il suffit de remplacer le module cellulaire par un module Bluetooth Low Energy. Si vous le souhaitez, je peux vous aider avec des modules BLE et des modules GPS peu coûteux.
Extrait du livre de recettes IoT M2M: http://www. modem gsm. de/M2M/m2m_iot_cookbook/
Table des matières
1 Pourquoi Ai-je Écrit le Livre De Recettes IoT/M2M ? 5
2 Considérations fondamentales avant de démarrer le projet IoT / M2M 7
3 Certifications et approbations 7
3.1 Exemples d’agréments radio dans l’UE et aux États–Unis 7
3.2 Exemples d’agréments Radio aux États-Unis et au Canada (PTCRB) 8
3.3 Exemples d’agréments liés à l’automobile en Europe 9
3.4 Taux d’absorption spécifique au DAS 10
4 Communication de données cellulaires (GPRS, USSD, SMS, CSD, DTMF) 11
4.1 Communication vocale 11
4.2 Modem / coupleur acoustique / cryptage 11
4.3 DTMF (Multifréquence Double Tonalité) 12
4.4 GPRS (Service Radio Général emballé) 12
4.5 SMS 12
4.6 USSD (Données de Service Supplémentaires Non Structurées) 13
4.7 Comparaison de la consommation d’énergie (SMS, USSD et GPRS) 14
4.8 CSD (Données à commutation de circuits) 15
5 Tension d’alimentation 15
5.1 Synchronisation et attente de mise sous tension 16
5.2 Module cellulaire en mode économie d’énergie 16
5.3 Résistance interne des batteries et des transformateurs de tension linéaires 16
5.4 Régulateur de tension à commutation 18
5.5 Simulation d’une alimentation à commutation avec LT Spice 18
5,6 Condensateurs d’alimentation et module cellulaire 20
5,7 Tension d’alimentation pour antenne GNSS 20
6 Antennes pour appareils IoT/ M2M 20
6,1 Antennes monopolaires et dipolaires 20
6.2 Êtes-vous sûr que rien n’interférera avec votre antenne intégrée? 21
6.3 Pourquoi les antennes à puce ou à patch intégrées ont-elles des fréquences de résonance différentes? 22
6.4 Comment le plan de masse affectera-t-il votre antenne embarquée ? 22
6.5 Comment connecter votre antenne embarquée à votre module sans fil 24
6.6 Comment concevoir un circuit d’adaptation d’antenne 26
6.7 Logiciel gratuit pour générer automatiquement un circuit d’adaptation 27
6.8 Comment basculer entre une antenne cellulaire ou GNSS interne et externe à moindre coût 27
6.9 Quelle antenne GPS doit être utilisée pour un dispositif de suivi? 28
6.10 Quelle antenne intégrée choisir pour une application Bluetooth/GNSS ? 29
6.11 Choses à faire et à ne pas faire lors de la conception de l’antenne embarquée 32
6.12 Exemple: Antenne PCB embarquée à l’intérieur d’un distributeur automatique 33
6.13 Exemple: Antennes embarquées sur le dispositif télématique GPSauge IN1 v.2 de GPSoverIP 34
7 Simulation d’une antenne de piste PCB GSM embarquée 34
7.1 Définition du projet de simulation d’antenne 34
7.2 Description du F inversé antenne 35
7.3 Modèle 3D de la simulation 36
7.4 Optimisation – détermination de la forme de l’antenne 37
7.5 Exigences typiques d’une antenne GSM quadri-bande 37
7.6 Caractéristiques directionnelles de l’antenne pour deux fréquences GSM 39
7.7 Influence du boîtier sur les caractéristiques de l’antenne 41
7.8 Influence du plan de masse sur les caractéristiques de l’antenne 42
7.9 Optimisation de l’antenne simulée avec circuit d’adaptation 43
7.10 Conception dans l’antenne simulée d’un tracker GSM / GPS spécial 44
8 Composants autour du module cellulaire 45
8.1 Carte SIM 45
8.2 Abonnement à la carte SIM 46
8.3 Condensateur ESR faible 46
8.4 Protection ESD 47
8.5 Haut-parleur et microphone 47
8.6 Mise à jour du micrologiciel pour la carte PCB finale 47
9 Exemples d’erreurs et d’erreurs pendant le développement du M2M 48
9.1 Réinitialisation de la mise hors tension 48
9.2 Erreurs SMS 48
9.3 erreurs CSD 49
9.4 Erreurs de connexion IP 49
9.5 Analyse de la plupart des erreurs de conception dans une conception M2M 49
9.6 Analyse des erreurs d’une antenne de piste PCB pour GSM 51
9.7 Analyse d’une antenne à puce GSM sur un petit plan de masse 52
9.8 Analyse d’une montre GSM suisse 53
9.9 Analyse détaillée de l’antenne LTE intégrée 53
10 Bruit de rayonnement, rayonnement d’antenne parasite maximal 54
10.1 Rayonnement d’antenne par rapport au bruit de rayonnement 54
10.2 Bruit conducteur 56
10.3 Bruit conducteur transformé en bruit rayonné 56
10.4 Bruit rayonné transformé en bruit conducteur 56
10.5 Prévention contre le bruit rayonné 57
11 Comment utiliser une antenne LTE intégrée analyseur de réseau vectoriel pour le développement IoT M2M 58
11.1 Guide de démarrage rapide Analyseur vectoriel MiniVNA Tiny 60
11.2 Explication S11, ROS, perte de retour, coefficient de réflexion et bande passante d’antenne 62
11.3 Révéler la vérité – quatre antennes cellulaires testées avec MiniVNA 64
11.4 Comparaison de trois Analyseurs de réseaux vectoriels 71
12 Test de votre appareil M2M 76
12.1 Pics de puissance TX par mode de test de module cellulaire 76
12.2 Pseudo-charge de crête de 2 ampères avec générateur de fonctions self-made 77
12.3 Pics de puissance TX avec un testeur GSM 78
12.4 Test de la sensibilité 78
12.5 Test de la puissance TX rayonnée 78
12.6 Où pouvez-vous acheter un testeur cellulaire bon marché? 78
12.7 Exemple de rapport de mesure de l’équipement de test GSM 79
12.8 Tension d’ondulation et de crête – visible sur l’équipement de test GSM 83
12.9 Comment tester un module UMTS sur une bande étrangère 84
12.10 Test avec des testeurs UMTS 84
12.11 Comment tester un module LTE sur des bandes étrangères 86
12.12 Difficultés potentielles avec les modules LTE dans le monde entier 86
12.13 Test du module GNSS 87
12.14 Mesure de la tension l’antenne cellulaire en 3D 87
12.15 Résumé des tests 88
13 Commandes AT 88
13.1 Commandes AT lors de la mise sous tension de votre kit d’évaluation de module cellulaire 88
13.2 « Hello World » pour les commandes GSM–AT pour envoyer un SMS 89
13.3 Commandes AT et boucles logiques pour configurer un canal de communication 90
14 Descriptions de projet de dispositifs IoT M2M 91
14.1 Description de projet d’un dispositif de suivi à long terme 91
14.2 Description de projet d’un dispositif de suivi flexible pour les billets de banque 92
15 Merci 94
1 Pourquoi Ai-je écrit le Livre de recettes IoT / M2M?
Je travaille dans l’industrie du M2M sans fil depuis plus d’un quart de siècle. Il y a vingt-cinq ans, nous n’avions même pas un mot pour « M2M » ou « IoT ». Nous avons développé des appareils Machine à Machine sans savoir que des décennies plus tard, ces créations seraient appelées « appareils M2M ». Il y a vingt-cinq ans, le réseau GSM pour la communication de données sans fil n’existait pas. J’ai fait mes premiers pas dans la communication de données sans fil avec Frequency Shift Keying (FSK) sur des radios Mobiles Privées (PMR). Sur les PMR, nous avons atteint des vitesses de communication de 3600 bits par seconde. Un peu plus tard, nous avons commencé à utiliser des radios à chaînes analogiques publiques. Ces systèmes radio à tronçons fournissaient des réseaux sans fil terrestres locaux sur FSK. Il y a des années, le dernier réseau de radio analogique public en Allemagne a été mis hors service. GSM a sauté avec son Service de messages courts (SMS) et ses Données à commutation de circuit (CSD). CSD nous a fourni 9600 bits par seconde. Nous pourrions utiliser SMS et CSD pour une communication de données simple à l’échelle du pays. Plus tard, l’itinérance GSM nous a offert une communication de données dans le monde entier. Aujourd’hui, le GSM / GPRS est progressivement supprimé et est remplacé par la technologie 3G et 4G.
Aux États-Unis, l’opérateur cellulaire À &T n’accepte plus les nouvelles applications M2M sur GSM/GPRS. AT & T n’acceptera que les applications sur 3G et 4G (UMTS, HSPA, LTE). Certaines personnes essaient de faire la différence entre le M2M et l’IoT. Appelez-le IoT ou M2M – peu importe. Les applications IoT ou M2M utilisent souvent la même technologie sans fil. IoT est le terme générique pour un certain nombre de sous-ensembles de communications de données sans fil. M2M est l’un de ces sous-ensembles et peut-être l’un des plus anciens. Un autre sous-ensemble de l’IoT est appelé Industrie 4.0 ou Internet industriel des Objets (IIoT). Attendez un moment et un nouveau monde de buzz apparaîtra toujours.
Ce livre de recettes IoT/M2M décrit comment développer un dispositif de suivi basé sur des modules cellulaires et GNSS. Vous pouvez créer un appareil télémétrique en ignorant l’aspect GNSS. Les appareils typiques sans GNSS comprennent des routeurs cellulaires avec ports Ethernet ou un pont cellulaire vers Wi-Fi. Néanmoins, le système de navigation pour camions décrit dans ce livre utilise déjà six technologies sans fil différentes (2G, 3G, GNSS, Bluetooth classique, Bluetooth Low Energy et NFC) avec cinq antennes différentes dans un boîtier.
Les réseaux cellulaires pour GSM, HSPA et LTE sont les réseaux étendus sans fil (WWAN) populaires. Cependant, dans certaines régions, nous avons WWAN sur CDMA et WiMAX.
Parfois, il n’est pas facile de trouver le mot anglais approprié pour les termes de ce livre. Le mot commun pour SMS au Royaume-Uni est « message texte ». Dans ce livre, nous utiliserons systématiquement le terme « SMS ». Une carte SIM prépayée au Royaume-Uni est appelée « carte SIM Pay as you go ». J’utiliserai généralement les mots courants spécifiés par ETSI – je l’appellerai une carte SIM prépayée. Si j’utilise le terme « module GSM », cela couvrira également les modules 3G et 4G, car le repli des UMTS, HSPA et LTE est toujours 2G (GSM / GPRS). GPS est fondamentalement un terme incorrect. Le Système de Positionnement Global (GPS) n’est qu’un des nombreux Systèmes Mondiaux de Navigation par Satellite (GNSS) qui fournissent la fonctionnalité que nous appelons « GPS ». Nous pouvons actuellement accéder au GNSS russe appelé Glonass. Le GNSS chinois s’appelle Beidou. À un moment donné, nous pourrons accéder au GNSS européen appelé Galileo.
Le livre de recettes IoT / M2M est destiné à aider les développeurs d’applications sans fil à gagner du temps et peut-être à fournir des idées inspirantes. C’est un livre pour les makers et résume l’expérience collective de mes différents métiers. En dirigeant l’équipe de développeurs nécessaire à la conception d’un dispositif de suivi mobile GSM / GPS, j’ai appris à penser comme un développeur d’un appareil IoT / M2M. En plus de quinze ans de travail avec la fabrication et la distribution, j’ai fourni à plusieurs reprises les mêmes conseils et recommandations aux développeurs d’applications sans fil. L’origine de ce livre est une note de candidature de 14 pages rédigée en juillet 2010. En mai 2012, j’ai pris la décision de documenter l’histoire que je livre chaque semaine aux clients dans un livre. L’objectif de ce livre est de guider les développeurs de l’étape de conception d’un appareil IoT / M2M jusqu’au produit final fabriqué en série. Ce livre ne fournira pas de détails introductifs tels que le fonctionnement d’une antenne F inversée. Pour expliquer ces concepts, je fournirai des liens vers des informations à l’appui pertinentes. Dans tous les cas, ce livre vous fournira des informations souvent omises dans la documentation officielle des fabricants de modules radio et d’antennes. Ce livre montre en détail une antenne PCB F inversée pour GSM. Il explique comment le redessiner avec votre propre PCB et comment encapsuler l’ensemble du design dans de la résine époxy. Il explique également comment intégrer une antenne à puce ou PCB avec un câble coaxial.
Certains concepts d’alimentation, y compris les modules LT Spice pour les régulateurs DC / DC et le générateur de charge pour les courants de crête de 2 ampères, sont également inclus dans le livre. Il convient de noter que la réinitialisation de la mise hors tension est toujours le principal défaut dans les conceptions avec des modules cellulaires.
J’espère que vous apprécierez la lecture du livre et j’espère que cela vous fera gagner du temps également.
Si vous souhaitez obtenir un exemplaire du livre de recettes IoT / M2M, n’hésitez pas à envoyer un e-mail à harald.modem gsm naumann (at). de