Bluetooth 5 LE eszközök fejlesztése

A jelen kor elektronikai - elsősorban szenzortechnikai - megoldásai az informatikai infrastruktúrák fejlődésével gyökeresen megváltoztak. Egy eszköz, vagy rendszer esetében élesebben kettéválnak a szoftveres és hardveres komponensek. Míg korábban olyan eszközök, illetve rendszerek fejlesztése volt a cél, melyek önmagukban igyekeztek adatfeldolgozás, tárolást, fejlett kezelőfelületet, így teljes szolgáltatást biztosítani, addig ma már ezen szolgáltatások döntő többsége internet, illetve felhő alapon működik. Amint sikerül egy eszközt valamilyen úton internethez csatlakoztatni, sok esetben értelmét veszti a nyers adatok magas szintű feldolgozása tárolása az eszközben. Ezt a funkciót már hatékonyabban képes megoldani a felhőszolgáltatás mögött lévő sokkal nagyobb számítási teljesítmény, illetve a kis eszközökhöz mérten szinte végtelennek tűnő tárkapacitás. A webes felületek és a mobilalkalmazás rendkívül rugalmas és magas szintű kezelőfelületet biztosítanak ezekhez a rendszerekhez és szinte bárhol elérhetőek a világon, ahol van internetkapcsolat és számítógép, vagy mobiltelefon, esetleg tablet.

Ami viszont ezen rendszerek működéséhez továbbra is nélkülözhetetlen, az a környezetből származó információ, mérési adat. A környezettel való kapcsolattartás, a mérési adatok begyűjtése jelenleg is az adott célra kifejlesztett eszközök feladata, annyi különbséggel, hogy a mért adatokat sok esetben nyersen, feldolgozása nélkül elegendő továbbítani. Ezek az adatgyűjtő szenzorok ezáltal nem igényelnek nagy számítási teljesítményű processzorokat, mikrokontrollereket, melyek fogyasztása is magasabb. Sőt, kifejezett cél az alacsony fogyasztású és hosszú üzemidejű eszközök megvalósítása. Ezen a területen van létjogosultsága és fontos szerepe a Bluetooth vezeték nélküli kommunikációs szabványnak.

A Bluetooth szabvány nem tartalmaz olyan megoldás, ami közvetlen internetelérést tesz lehetővé egy Bluetooth képes eszköz számára. A különféle számítógépekbe épített Bluetooth támogatásnak köszönhetően viszont lehetőség van olyan adatcsere megvalósítására, ami egy célhardver és egy számítógép között zajlik. A számítógépen mindig futtatni szükséges valamilyen szoftvert ahhoz, hogy egy Bluetooth képes eszközzel tényleges adatcsere legyen megvalósítható. Mivel egy ilyen számítógép sok esetben interneteléréssel is rendelkezik, ez a szoftver képes az internet irányába is adatcserét végezni.

2017 óta foglalkozom Bluetooth adatkommunikációval. Több olyan projektem is van már, melyben sikerrel alkalmaztam a technológiát elsősorban különféle alacsony fogyasztású szenzorok, adatgyűjtő eszközök felhő alapú rendszerbe való kapcsolásához.
A legújabb Bluetooth 5 Low Energy szabvány alkalmazásával nagyon kicsi energiaigényű és hosszú üzemidővel rendelkező eszközök valósíthatóak meg. A Bluetooth képes eszközeim tervezéséhez fejlett, kis méretű és rendkívül alacsony fogyasztású SoC chipet használok, ami egy legnagyobb 7x7mm-es tokban tartalmazza a Bluetooth rádiót és egy ARM Cortex M4 mikrokontrollert. Ennek köszönhetően némely esetben az eszköz nagyon kicsi méretben is megvalósítható.

Az általam fejlesztett Bluetooth eszközök fontos tulajdonságai:

  • Extrém alacsony fogyasztás
  • Extrém kis méret
  • Integrált chip, vagy PCB trace antenna alkalmazása
  • Már 1,8V tápfeszültségről működő SoC
  • Szabványban rögzített szolgáltatások és karakterisztikák alkalmazása
  • Egyedi szolgáltatások és karakterisztikák létrehozása
  • Egyedi adatcsere protokoll kidolgozása
  • Over The Air firmware frissítési lehetőség