NINA B302 EDDYSTONE

domingo, 20 de março de 2022

U-BLOX NINA B112/B302 - Aprendendo como fazer o Bluetooth se conectar de maneira fácil

U-BLOX NINA B112/B302 - Aprendendo como o Bluetooth se conecta de maneira fácil

suporte@smartcore.com.br

Referências:

NINA-B1 series data sheet (u-blox.com)

https://www.u-blox.com/sites/default/files/NINA-B3_DataSheet_%28UBX-17052099%29.pdf

Learning how Bluetooth connects (pic-control.com)

nRF5 SDK downloads - nordicsemi.com
Guide to Nordic Bluetooth BLE for Beginner (pic-control.com)

Sobre a SMARTCORE

A SmartCore fornece módulos para comunicação wireless, biometria, conectividade, rastreamento e automação.

Nosso portfólio inclui modem 2G/3G/4G/NB-IoT/Cat.M, satelital, módulos WiFi, Bluetooth, GNSS / GPS, Sigfox, LoRa, leitor de cartão, leitor QR code, mecanismo de impressão, mini-board PC, antena, pigtail, LCD, bateria, repetidor GPS e sensores.

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quarta-feira, 15 de abril de 2020

Com o Eddystone, você ainda pode criar funcionalidades semelhantes para incluir dois níveis de hierarquia. Isso inclui um Beacon ID de 16 bytes, composto por um namespace de 10 bytes e uma instância de 6 bytes.

O Eddystone fornece quatro tipos de quadros:

Eddystone-UID : esse tipo é semelhante à configuração de UUID + Maior + Menor do iBeacon. Ele define um Beacon ID de 16 bytes composto por um namespace de 10 bytes e uma instância de 6 bytes. Por exemplo, o espaço para nome poderia definir o ID de um varejista nacional para suas lojas e a instância se referiria a cada loja exclusivamente.
Eddystone-URL : esse tipo fornece uma maneira de transmitir um URL a ser descoberto por um dispositivo de scanner BLE, que por sua vez pode navegar até o URL e apresentar a página da Web ao usuário.
Eddystone-TLM : esse tipo fornece informações de telemetria sobre o dispositivo, como nível da bateria, temperatura e um contador de pacotes anunciados.
Eddystone-EID : esse tipo fornece uma estrutura para atingir um certo nível de segurança e privacidade de um dispositivo. EID significa ID Efêmero, que é um identificador que muda periodicamente a uma taxa determinada durante a fase de implantação, registrando-a em um serviço da web confiável.

NOTA: Embora o Google tenha praticamente abandonado o padrão Eddystone em smartphones (especificamente Android e Chrome), ele ainda pode servir como um bom formato para aplicativos em que você controla os dois lados (dispositivos de radiodifusão + dispositivos de scanner) e que não dependem do smartphone aplicativos. Também serve como um ótimo exercício para aprender mais sobre como os anúncios Bluetooth funcionam e como utilizá-los para seu próprio aplicativo.

Neste tutorial, focaremos nos tipos de quadro Eddystone-UID e Eddystone-URL .

Aqui está o que abordaremos hoje:

Formato Eddystone
Dados de serviço
Eddystone-UID
Eddystone-URL
Eddystone-TLM e Eddystone-EID
Implementando Eddystone no NINA B302 usando Zephyr RTOS
Exemplo de Eddystone-UID

Formato Eddystone

Para entender melhor como os dispositivos de transmissão Eddystone funcionam, precisamos examinar os detalhes dos pacotes de publicidade envolvidos. Veja como é o formato de um pacote de anúncios Eddystone:

A parte mostrada na figura acima é constante para todos os pacotes de anúncios do Eddystone, exceto para a parte de Dados do Serviço .

Os dados do anúncio seguem o formato Comprimento-Tipo-Valor (semelhante ao formato TLV popular ). O valor Comprimento indica o comprimento dos dados que incluem o Tipo e a Carga útil .

O padrão Eddystone utiliza o tipo de dados Anúncio de Dados de Serviço para enviar os dados para os dispositivos de scanner BLE. O iBeacon, por outro lado, utiliza o tipo de dados Anúncio de Dados do Fabricante.

Agora, vejamos a parte de dados de serviço, que inclui as informações que estamos interessados em analisar no final do receptor.

Dados de serviço

O formato da porção de dados de serviço depende do tipo de quadro usado (Eddystone-UID, Eddystone-URL, Eddystone-TLM ou Eddystone-EID).

O primeiro byte do campo Dados do Serviço sempre inclui o tipo de quadro, definido da seguinte forma:

Eddystone-UID

Como mencionamos anteriormente, esse tipo de quadro é usado de maneira semelhante ao iBeacon da Apple. Inclui o seguinte:

Ao usar esse tipo de quadro, podemos utilizar o namespace de 10 bytes para um ID exclusivo de nossa escolha (por exemplo, para indicar um identificador de loja específico) e, em seguida, usar o 6 bytes como uma identificação de um subconjunto do namespace (por exemplo, para identificar um corredor dentro da loja).

Notas:

Esse tipo de quadro utiliza no máximo 31 bytes de dados de anúncio disponíveis em um pacote de anúncio BLE (primário).
O campo Ranging Data é a potência Tx medida em 0 metros do transmissor (-100 dBm a +20 dBm).

De acordo com a especificação Eddystone, a melhor maneira de determinar o valor a ser incluído nesse campo é medir o RSSI real em 1 metro e adicionar 41 dBm ao valor (com base na suposição de que 41 dBm é a perda de sinal que ocorre acima de 1 metro).
Para obter mais informações e recomendações sobre a geração do ID do espaço para nome e da instância, consulte a especificação Eddystone aqui .

Nota importante : O valor da potência Tx usa um formato de complemento de dois para representar valores assinados. Para obter mais informações sobre esse cálculo, consulte a seção do artigo da Wikipedia sobre o complemento de dois: https://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement#Converting_to_two's_complement_representation

Eddystone-URL

O tipo de quadro Eddystone-URL é único e diferente do uso do Eddystone-UID ou do formato iBeacon da Apple. É usado para anunciar um URL para o scanner descobrir e analisar e, potencialmente, apontar para um navegador da Web.

Esse tipo de quadro é usado principalmente em aplicativos e implementações da " Physical Web ".

Como o comprimento máximo dos dados do anúncio BLE é de 31 bytes, isso limita os URLs que podem ser transmitidos usando esse tipo de quadro. No entanto, o formato fornece algum nível de codificação compactada para aproveitar ao máximo o espaço limitado disponível para os dados do anúncio.

Aqui está o formato usado para esse tipo de quadro:

O valor da potência Tx é representado da mesma maneira que descrevemos na seção Eddystone-UID acima.

O esquema de URL é definido da seguinte maneira:

- Diferentes prefixos para URLs são representados da seguinte maneira

- A parte principal do URL é incluída como uma sequência de caracteres. Por exemplo, "google" seria representado como uma sequência de 'g' 'o' 'o' 'g' 'l' 'e', que seria convertida em seus valores ASCII.

- Finalmente, a expansão do URL (por exemplo, .com / ou .com ) é representada da seguinte maneira:

Por exemplo, se quiséssemos representar "https://www.google.com/" com uma potência Tx de 0 dBm, a matriz de dados de serviço ficaria assim:

Tipo de quadro (URL)	Potência Tx	https: // www.	g	o	o	g	eu	e	.com /
0x10	0x00	0x01	0x67	0x6f	0x6f	0x67	0x6c	0x65	0x00

Exemplo de valor do campo Dados do serviço Eddystone-URL

Eddystone-TLM e Eddystone-EID

Os quadros Eddystone-TLM são usados para transmitir dados de telemetria úteis para monitorar a saúde dos beacons em campo. Esse quadro não contém nenhum identificador, portanto é emparelhado com os quadros Eddystone-URL, Eddystone-UID ou Eddystone-EID.

Quando emparelhado com quadros EID, o pacote Eddystone-TLM é criptografado. Quando emparelhados com quadros de URL ou UID, no entanto, os pacotes TLM não são criptografados.

Para saber mais sobre esses tipos, consulte os seguintes links:

Implementando Eddystone no nRF52 usando Zephyr RTOS

Para a parte prática deste tutorial, usaremos:

O breakout NINA B302
Zephyr RTOS.
Smartphone com um aplicativo de scanner BLE - usaremos o nRF Connect para iOS.

O Zephyr já fornece um exemplo de configuração de um anúncio Eddystone-URL, portanto, usaremos isso como nosso ponto de partida.

O exemplo está localizado em <Zephyr root folder>/zephyr/samples/bluetooth/beacon. Para criar o exemplo, navegue até a <Zephyr root folder>/zephyr/pasta e compile no PLATFORMIO

Vamos dar uma olhada no código-fonte do exemplo gravá-lo e executá-lo na placa de desenvolvimento.

main.c:

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/* main.c - Application main entry point */
/*
 * Copyright (c) 2015-2016 Intel Corporation
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 */

#include <zephyr/types.h>
#include <stddef.h>
#include <sys/printk.h>
#include <sys/util.h>

#include <bluetooth/bluetooth.h>
#include <bluetooth/hci.h>

#define DEVICE_NAME CONFIG_BT_DEVICE_NAME
#define DEVICE_NAME_LEN (sizeof(DEVICE_NAME) - 1)

/*
 * Set Advertisement data. Based on the Eddystone specification:
 * https://github.com/google/eddystone/blob/master/protocol-specification.md
 * https://github.com/google/eddystone/tree/master/eddystone-url
 */
static const struct bt_data ad[] = {
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_FLAGS, BT_LE_AD_NO_BREDR),
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_UUID16_ALL, 0xaa, 0xfe),
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_SVC_DATA16,
              0xaa, 0xfe, /* Eddystone UUID */
              0x10, /* Eddystone-URL frame type */
              0x00, /* Calibrated Tx power at 0m */
              0x00, /* URL Scheme Prefix http://www. */
              'z', 'e', 'p', 'h', 'y', 'r',
              'p', 'r', 'o', 'j', 'e', 'c', 't',
              0x08) /* .org */
};

/* Set Scan Response data */

static const struct bt_data sd[] = {
    BT_DATA(BT_DATA_NAME_COMPLETE, DEVICE_NAME, DEVICE_NAME_LEN),
};
static void bt_ready(int err)
{
    if (err) {
        printk("Bluetooth init failed (err %d)\n", err);
        return;
    }

    printk("Bluetooth initialized\n");

    /* Start advertising */

    err = bt_le_adv_start(BT_LE_ADV_NCONN, ad, ARRAY_SIZE(ad),
                  sd, ARRAY_SIZE(sd));
    if (err) {
        printk("Advertising failed to start (err %d)\n", err);
        return;
    }
    printk("Beacon started\n");
}
void main(void)
{
    int err;

    printk("Starting Beacon Demo\n");

    /* Initialize the Bluetooth Subsystem */

    err = bt_enable(bt_ready);
    if (err) {
        printk("Bluetooth init failed (err %d)\n", err);
    }
}

Como você pode ver, o código é muito simples. Vamos alterar o URL para "https://www.google.com/" para corresponder ao nosso exemplo na seção anterior.

C



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/*
* Set Advertisement data. Based on the Eddystone specification:
* https://github.com/google/eddystone/blob/master/protocol-specification.md
* https://github.com/google/eddystone/tree/master/eddystone-url
*/

static const struct bt_data ad[] = {
  BT_DATA_BYTES(BT_DATA_FLAGS, BT_LE_AD_NO_BREDR),
  BT_DATA_BYTES(BT_DATA_UUID16_ALL, 0xaa, 0xfe),
  BT_DATA_BYTES(BT_DATA_SVC_DATA16,
      0xaa, 0xfe, /* Eddystone UUID */
      0x10, /* Eddystone-URL frame type */
      0x00, /* Calibrated Tx power at 0m */
      0x01, /* URL Scheme Prefix https://www. */
      'g', 'o', 'o', 'g', 'l', 'e',
      0x00) /* .com/ */
};

Agora que fizemos algumas alterações, precisamos reconstruir o aplicativo, mais uma vez recompile.

Agora podemos executar o nRF Connect (iOS, Android ou Desktop) para confirmar as alterações:

Como você pode ver, o URL corresponde exatamente ao que atualizamos.

Além disso, o tipo detectado é " Web física " e o tipo de quadro é 0x10 (URL) . O nome do dispositivo " Farol de teste " é definido no arquivo prj.conf:

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CONFIG_BT=y
CONFIG_BT_DEBUG_LOG=y

CONFIG_BT_DEVICE_NAME="Test beacon"

Exemplo de Eddystone-UID

Vamos em frente e atualize o exemplo para transmitir um tipo de quadro UID em vez de URL:

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/*
* Set Advertisement data. Based on the Eddystone specification:
* https://github.com/google/eddystone/blob/master/protocol-specification.md
* https://github.com/google/eddystone/tree/master/eddystone-url
*/
static const struct bt_data ad[] = {
  BT_DATA_BYTES(BT_DATA_FLAGS, BT_LE_AD_NO_BREDR),
  BT_DATA_BYTES(BT_DATA_UUID16_ALL, 0xaa, 0xfe),
  BT_DATA_BYTES(BT_DATA_SVC_DATA16,
      0xaa, 0xfe, /* Eddystone UUID */
      0x00, /* Eddystone-UID frame type */
      0x00, /* Calibrated Tx power at 0m */
      0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x080x09, /* 10-byte Namespace */
      0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f) /* 6-byte Instance */
};

Como você pode ver, o tipo detectado é " Eddystone " e o tipo de quadro é 0x00 (UID) .

Código para o Platformio https://github.com/tcpipchip/ninab302-eddystone

Outras imagens

Dúvidas:

suporte@smartcore.com.br

Referências:

https://www.novelbits.io/eddystone-beacons-zephyr-nrf52/?utm_source=drip&utm_medium=email&utm_campaign=Developing+Eddystone+Beacons+%28nRF52+%2B+Zephyr%29&utm_content=Developing+Eddystone+Beacons+%28nRF52+%2B+Zephyr%29
https://www.u-blox.com/sites/default/files/NINA-B3_DataSheet_%28UBX-17052099%29.pdf

Sobre a SMARTCORE

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Mais detalhes em www.smartcore.com.br

NINA B302 EDDYSTONE - ZEPHYR - COMANDOS PARA BLE

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