BLE и IoT

Интернет вещей (IoT) в последние годы значительно вырос, и Bluetooth Low Energy (BLE) стал ключевым фактором маломощной и недорогой беспроводной связи. В этой обзорной статье представлен обзор эволюции технологии Bluetooth с упором на роль BLE в экосистеме IoT. В ней рассматривается текущее состояние BLE, включая его приложения, проблемы, ограничения и последние достижения в таких областях, как безопасность, управление питанием и ячеистые сети. Недавний выпуск Bluetooth Low Energy версии 6.0 группой Bluetooth Special Interest Group (SIG) подчеркивает продолжающуюся эволюцию технологии и ее растущую значимость в IoT. Однако это быстрое развитие подчеркивает пробел в текущей литературе, отсутствие всесторонних, актуальных обзоров, которые полностью охватывают современный ландшафт BLE в приложениях IoT. В этой статье анализируются новые тенденции и будущие направления для BLE, включая интеграцию искусственного интеллекта, машинного обучения и аудиовозможностей. Анализ также рассматривает соответствие функций BLE целям устойчивого развития (ЦУР) ООН, в частности энергоэффективности, устойчивым городам и действиям по борьбе с изменением климата. Рассматривая разработку и развертывание технологии BLE, эта статья направлена ​​на то, чтобы дать представление о возможностях и проблемах, связанных с ее внедрением в различные приложения IoT, от умных домов и городов до промышленной автоматизации и здравоохранения. В этом обзоре подчеркивается значение эволюции BLE в формировании будущего беспроводной связи и IoT, а также закладывается основа для дальнейших исследований и инноваций в этой области. - Evolution of Bluetooth Technology: BLE in the IoT Ecosystem

BLE охранитель

Побочный эффект от экспериментов с BLE - программа BLE охранник для Android. Загрузить можно здесь: http://servletsuite.com/BLECop.apk

Приложение сканирует BLE теги. Модель "охраны" следующая - при первом сканировании приложение запоминает адреса "видимых" тегов. Если далее при последовательном сканировании какого-либо тега не будет найдено (например, чемодан с тегом унесли или телефон удалился от тега), то включается звуковой сигнал и вибрация.

Также можно указать номер телефона, на который будет направлено SMS уведомление при "потере" тега. Это может быть использовано, например, для такой модели: телефон находится в автомобиле и сканер запомнил теги вокруг. Если машину увезли (эвакуировали) - телефон пришлет SMS.

По умолчанию телефонный номер пуст и используется только звуковой сигнал и вибрация.

Фоновое сканирование BLE

Фоновое сканирование BLE тегов на Android. Нужная, с практической точки зрения, задача.

См. также другие публикации, посвященные BLE

BLE сканер для Android

Простой сканер BLE тегов для Android. Поможет при составлении радио-карт помещения. Схема работы:
- сканируем теги в течение заданного интервала (по умолчанию: 10 сек)
- каждый обнаруженный за это время уникальный тег показывается на экране
- переходим в режим ожидания (по умолчанию время ожидания: 3 сек)
- повторяем цикл сканирования

Также сканирование можно остановить/запустить принудительно

За время, выделенное на интервал сканирования один и тот же тег может быть обнаружен несколько раз (естественно, это зависит от конфигурации тега - как часто он присылает advertising frame). Все данные сканирования могут быть записаны во внешний файл. Для записи данных можно указать свой собственный CGI-скрипт, куда приложение отправляет данные с помощью HTTP POST. Параметры, которые передаются в HTTP запросе (то есть, что должен обрабатывать скрипт):

mac - IMEI телефона
tag - MAC-адрес тега
rssi - сила сигнала
dt - локальное время
id - локальный номер транзакции

Скачать приложение можно здесь: http://servletsuite.com/ble.apk

BLE теги на практике

Один побочный эффект от наших экспериментов с BLE тегами - программа BLE охранник для Android. Загрузить можно здесь: http://servletsuite.com/BLECop.apk

Идея приложения состоит в непрерывном сканировании (определении доступности) тегов и выдачи сигналов, когда что-то меняется в окружении. Например, какой-то тег исчез. Или появился новый. При первом сканировании приложение запоминает адреса "видимых" тегов. Если далее при последовательном сканировании какого-либо тега не будет найдено, то включается звуковой сигнал и вибрация. Модели применения:

• Тег находится в чемодане. Если чемодан “уносят” – телефон оповестит об этом
• Тег – это браслет (ошейник у животного). Если носитель браслета отдаляется от телефона – телефон оповестит об этом

И так далее.

Также можно указать номер телефона, на который будет направлено SMS уведомление при "потере" тега. Это может быть использовано, например, для такой модели: телефон находится в автомобиле и сканер запомнил теги вокруг при парковке. Если машину увезли (эвакуировали) - телефон пришлет SMS на указанный номер.

По умолчанию телефонный номер пуст и используется только звуковой сигнал и вибрация.

NFC или BLE

Еще один материал по горячей теме iBeacons. Война Алой и Белой розы. Google - NFC, Apple - Bluetooth.

Ответ кажется очевидным пока. У BLE явно больше возможностей. Да и Google его поддерживает (Android 4.3).

См. здесь другие материалы по теме iBeacons

BLE для всех

Мы уже писали, что Apple не очень-то и хочет видеть других разработчиков в BLE (iBeacons). Естественно, возникла идея создать открытый стандарт для Android и других устройств. Отсюда появился AltBeacon.

Вот спецификация проекта Altbeacon, а вот здесь можно посмотреть примеры использования.

P.S. и в этой связи не можем не напомнить о BLuetooth Data Points. Там все работает на основе Core Bluetooth и не зависит от одного конкретного производителя.

Тэг-хранитель

Еще одно использование BLE тегов - запоминать активности

P.S. см. также другие публикации по теме BLE

Абавазрение 24.11.2015

Подборка новых материалов по iBeacons, proximity и physical web:

1. Интеграция Wi-Fi узлов и BLE тегов. Но вообще-то, c Wi-Fi узлами можно решать те же задачи, что и с тегам (см., например, WiFi Chat). Да и теги Bluetooth можно не размещать, а открывать непосредственно на мобильном телефоне - Bluetooth Data Points

2. Примеры персонализации информации в ритейле. Как это делают в Австралии.

3. Городские автобусы как Wi-Fi маршрутизаторы. А также общественный транспорт можно использовать в качестве тегов в информационной сети - Cars as tags

4. Двусторонний обмен данными с BLE тегами.

5. ShopKick - как устроена инфраструктура системы тегов

Позиционирование с BLE

Практическая статья: Intelligent beacon location and fingerprinting

См. также другие публикации, посвященные BLE

Мониторинг мобильных пользователей

Сравнение мониторинга мобильных пользователей на основе Wi-Fi и BLE. Напирают на пользовательские преимущества BLE - мобильный абонент может что-то получить в результате мониторинга. Но это возможно и для Wi-Fi. SpotEx, например, описывает как это работатет.

BLE outdoor

Один из примеров использования тегов BLE вне помещений. Отслеживание автотранспорта в лесу

Bluetooth и батареи

Сканирование BLE устройств и разряд батареи. Android 5.0 довольно много добавит для удобства фонового сканирования BLE устройств.

BLE

Реально Bluetooth Low Energy может сильно изменить окружающие нас измерительные устройства. Равно как и другие устройства, которые пока ничего не измеряют, но скоро начнут: How Bluetooth LE And Crowdfunding Are Accelerating The Connected Hardware Boom.

А вот и пример платформы, на которой все это можно делать, например: Microduino

Модели применения iBeacon

Еще пара полезных статей по BLE:

Модели применения для iBeacon. Ритейл - вовсе не единственная модель.

О проникновении iBeacon. Идея в том, что тегом может выступать iPhone (iPad).

Счетчик посетителей на BLE

Как может быть устроен подсчет посетителей на основе iBeacons

BDP - Bluetooth Data Points

В развитие темы, начатой в публикации iBeacon своими руками

Рассматриваются вопросы разработки мобильных сервисов, связанных с беспроводными тегами. Основные положения были опубликованы в журнале INJOIT: Намиот, Д. Е. (2014). Мобильные Bluetooth теги. International Journal of Open Information Technologies, 2(5), 17-23

В работе предложен способ создать опознаваемый Bluetooth тег из мобильного телефона. При этом речь идет о Core Bluetooth, что значительно повышает применимость по сравнению с BLE. К тегу (телефону) можно привязать какую-либо информацию (объявление). Отсюда и название Bluetooth Data Points - данные, ассоцированные с точками Bluetooth. После этого другие телефоны (мобильные пользователи), находящиеся в зоне действия (видимости) Bluetooth смогут читать информацию, связанную с данным тегом. Отметим также, что речь идет именно о чтении (как в браузере). В отличие от подхода iBeacon с уведомлениями, здесь пользователи по собственной инициативе решают, просматривать им локальные объявления или нет. Это решает проблемы со спамом и нежелательными уведомлениями.

Вместе с тем можно заметить, что принципиальных запретов сделать уведомления нет. Возможно, мы добавим эти возможности в следующих версиях.

Схема работы может быть проиллюстрирована так:

Тот факт, что используется Core Bluetooth, позволяет применять этот подход практически на всех смартфонах. Как это выглядит на практике:

1. Просматриваем "местные" объявления:

2. Другой пользователь размещает свое объявление:

В тексте можно указывать ссылки, email-адреса, телефоны или ссылаться на Twitter: @abava

3. При публикации объявления включается Bluetooth:

Естественно, Bluetooth можно выключить и сделать объявления недоступными. А потом включить опять и т.д. А пока обявления доступны, их будут видеть другие пользователи (мобильные абоненты), находящиеся поблизости:

Мобильное приложение для Android, которое иллюстрирует этот подход можно загрузить непосредственно с Google Play: BDP on Google Play. Вот соответствующий QR-код:

Также его можно загрузить непосредственно с нашего сайта: BDP on servletsuite. Вот соответствующий QR-код:

Как области применения данного подхода можно назвать приложения для торговых и сервисных организаций, навигацию в помещениях, а также контекстно-зависимые приложения для Smart Cities.

P.S. Аналогичный подход мы использовали ранее для Wi-Fi: SpotEx

Форматы биконов

Про-google статья о форматах данных в BLE тегах. Автор рекомендует выбирать Eddystone от Google.

BLE в Android

Все улучшится в новой версии Android L. Телефон сможет представлять себя тегом. Но когда на нее все перейдут ...

Программирование для iBeacon

Программирование для iBeacons. Нашлась интересная библиотека для поддержки iBeacons (BLE) на Android.

P.S. Другие материалы по iBeacons.