ब्लूटूथ कम ऊर्जा रेडियो इंटरफेस के साथ सेंसर का विकास

परिचय

स्मार्टफोन की प्रसंस्करण शक्ति और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस के साथ विभिन्न उपकरणों को इंटरफ़ेस करने के लिए ब्लूटूथ और वाईफाई मानकों के रेडियो संचार का उपयोग करना आपको उत्पाद की लागत को कम करने और उपभोक्ता के प्रति इसके आकर्षण को बढ़ाने की अनुमति देता है। लेकिन नई ब्लूटूथ कम ऊर्जा तकनीक में एक और विशेषता है जो छोटे आकार के स्वायत्त सेंसर में इसके उपयोग की संभावना को खोलता है।

ब्लूटूथ 4.0 कोर और पिछले विनिर्देशों के बीच मुख्य अंतर इसकी अल्ट्रा कम बिजली की खपत है। यह सुविधा बैटरी से चलने वाले उपकरणों को बैटरी को बदलने के बिना कई वर्षों तक कार्य करने की अनुमति देती है, और स्वास्थ्य, शारीरिक शिक्षा और खेल, सुरक्षा प्रणालियों और घरेलू मनोरंजन के क्षेत्र में सुविधाजनक उपयोग के लिए अंतिम उपकरण के आकार को भी कम करती है।
लो-पॉवर ब्लूटूथ वायरलेस तकनीक स्मार्टफ़ोन और टैबलेट कंप्यूटरों में हाल ही में दिखाई दी है। उनके उपकरणों में उपयुक्त हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर को लागू करने वाला पहला निर्माता Apple था। IPhone 4S से शुरू होने वाले स्मार्टफोन और iPad 3 से शुरू होने वाले टैबलेट को ब्लूटूथ कम ऊर्जा समर्थन प्राप्त हुआ है। फिलहाल, Google, एंड्रॉइड 4.3 से शुरू हो रहा है, और माइक्रोसॉफ्ट, विंडोज फोन 8.1 से शुरू होकर, प्रौद्योगिकी का समर्थन करता है।
निर्मित वायरलेस सेंसर की सीमा का मूल्यांकन करने के बाद, मुझे घरेलू क्षेत्र और उद्योग दोनों में विभिन्न मानकों के कम-शक्ति वाले रेडियो चैनलों के व्यापक वितरण के बारे में आश्वस्त किया गया था, लेकिन ब्लूटूथ 4.0 प्रौद्योगिकी के लिए कार्यान्वयन की अच्छी तरह से योग्य संख्या नहीं थी और मैंने नए ब्लूटूथ स्टैक का लाभ उठाने वाले उपकरणों की एक पंक्ति को बाजार में लाने के लिए खुद को कार्य निर्धारित किया। विकास के लिए तीन क्षेत्रों को चुनकर:

1. अल्ट्रासोनिक स्तर गेज;
2. टायर दबाव माप प्रणाली;
3. रिकॉर्डिंग आंदोलनों के लिए सेंसर।

अल्ट्रासोनिक स्तर गेज

टैंकों में स्तर को मापने के लिए मौजूदा प्रणालियों में उच्च मूल्य हैं, और स्थापना और कॉन्फ़िगरेशन योग्य विशेषज्ञों की भागीदारी की आवश्यकता के कारण कठिनाइयों का कारण बन सकता है।
मेरे विकास में, मौजूदा स्तर के गेज में निहित खामियों को निम्नलिखित विशेषताओं के संयोजन द्वारा समाप्त किया जाता है:

1. एक अल्ट्रासोनिक पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग करके दूरी माप की जाती है। एक सस्ती हेर्मेटिक सेंसर का उपयोग किया जाता है, जो विकीर्ण सतह से गंदगी के प्रति संवेदनशील नहीं है।
2. सेंसर और माध्यम की सतह के बीच की दूरी पर ब्लूटूथ या कम ऊर्जा रेडियो चैनल के माध्यम से एक स्मार्टफोन या टैबलेट के माध्यम से डेटा प्रसारित किया जाता है, जिसका प्रदर्शन सहज चित्रमय रूप में टैंक की क्षमता को प्रदर्शित करता है। कोई अतिरिक्त प्रदर्शन डिवाइस की आवश्यकता नहीं है, जो सिस्टम की लागत को कम करता है।
3. Piezoelectric ट्रांसड्यूसर, ब्लूटूथ रेडियो मॉड्यूल और CR2032 आकार की लिथियम बैटरी को एक छोटे से हर्मेटिक प्लास्टिक के मामले में संयोजित किया जाता है, जिसका डिज़ाइन अधिकांश प्रकार के कंटेनरों पर इंस्टॉलेशन सुविधाओं को ध्यान में रखकर बनाया गया है। स्थापना और कॉन्फ़िगरेशन श्रम न्यूनतम है, कोई वायरिंग की आवश्यकता नहीं है। डिवाइस धूल संरक्षण वर्ग IP67 के साथ अनुपालन करता है। कोई अतिरिक्त सुरक्षा की आवश्यकता नहीं है।
4. दिन में 10 बार माप आवृत्ति पर एक CR2032 बैटरी से सेंसर के निरंतर संचालन की अनुमानित अवधि कम से कम 3 वर्ष है। सेंसर रखरखाव गतिविधियों की आवृत्ति कम से कम है, हालांकि आवास डिजाइन को त्वरित बैटरी प्रतिस्थापन के लिए अनुकूलित किया गया है।

ब्लूटूथ रेडियो चैनल की सीमा, भरने की डिग्री पर डेटा प्राप्त करने के लिए पर्याप्त है, टैंक से दूरी पर होने के कारण, माप के दौरान खतरों और असुविधा को दूर करता है।

मैंने सेंसर के दो संशोधनों के प्रोटोटाइप बनाए हैं, बड़ी मात्रा में उपकरणों के क्षेत्र परीक्षण किए हैं और ऐप स्टोर में संबंधित एप्लिकेशन को पोस्ट किया है।

टायर प्रेशर मेजरमेंट सिस्टम

क्या यह सूचीबद्ध करना आवश्यक है कि निर्माता द्वारा सिफारिश की गई टायर के दबाव से वाहनों के संचालन में कितनी परेशानी होती है? पर्याप्त सटीकता के साथ वाहन में या वाहन के व्यवहार से पहिया में दबाव को निर्धारित करना संभव नहीं है, और यही कारण है कि कई देशों में टीपीएमएस सिस्टम के साथ सभी नई कारों के अनिवार्य लैस पर कानून हैं। लेकिन अगर कार एक मानक प्रणाली से सुसज्जित नहीं है और इसके लिए एक उद्देश्य की आवश्यकता है, तो समाधान रहता है - एक तृतीय-पक्ष टीपीएमएस सिस्टम स्थापित करने के लिए।
बाजार पर कई ऐसे सिस्टम हैं, लेकिन एक भी टीपीएमएस नहीं है जहां सेंसर से जानकारी सीधे उपयोगकर्ता के स्मार्टफोन में प्रसारित की जाती है। अतिरिक्त संकेत देने वाले उपकरण या पुनरावर्तक सेंसर-ब्लूटूथ सिस्टम की लागत में जोड़ते हैं, साधन पैनल को अव्यवस्थित करते हैं या सिगरेट लाइटर सॉकेट पर कब्जा करते हैं, जो कार के इंटीरियर में "सामूहिक खेत" तत्व को पेश करता है।
मैं ब्लूटूथ कम ऊर्जा रेडियो चैनल के साथ सेंसर का उपयोग करने का सुझाव देता हूं, जो मौजूदा टीपीएमएस सिस्टम के सूचीबद्ध नुकसान से छुटकारा दिलाएगा।

मोशन सेंसर्स

ब्लूटूथ कम ऊर्जा तकनीक का अगला अनुप्रयोग लघु स्वायत्त त्वरण सेंसर के आधार पर एक विस्तृत श्रृंखला पर स्केलेबल, सांख्यिकीय जानकारी एकत्र करने के लिए एक सुरक्षा प्रणाली या एक प्रणाली का निर्माण करना है।

सुरक्षा प्रणालियों में, जाने-माने इंफ्रारेड मोशन सेंसरों और वायर्ड एक्सेस कंट्रोल सेंसरों पर ऐसे सेंसरों के निम्नलिखित लाभ एक नियंत्रित ऑब्जेक्ट पर इंस्टॉलेशन प्रक्रिया को सरल बनाने और संभव घुसपैठियों के लिए इसे अदृश्य बनाने के लिए संभव बनाते हैं:

1. डिवाइस की सतह और आसपास के क्षेत्र के बीच प्रत्यक्ष रेखा की कोई आवश्यकता नहीं है। सेंसर को नियंत्रित वस्तुओं के अंदर स्थापित किया जा सकता है, जो रेडिओल्यूसेंट सतहों के नीचे छिपा होता है।
2. आंदोलन की घटनाओं के वायरलेस रीडिंग तारों के अनमस्किंग प्रभाव को समाप्त करते हैं।
3. सुरक्षा अलार्म सिस्टम बनाने की आवश्यकता नहीं है। सुरक्षा सुविधा पर उपलब्ध सभी सेंसर को नियमित रूप से स्मार्टफोन या टैबलेट से दूरस्थ रूप से पूछताछ की जा सकती है।

सुरक्षा प्रणालियों के अलावा, विस्थापन सेंसर का उपयोग मशीनों और तंत्रों के आकस्मिक कंपन स्तर का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, साथ ही विशिष्ट सांख्यिकीय जानकारी एकत्र करने के लिए भी किया जा सकता है जब वीडियो कैप्चर टूल का उपयोग अनैतिक या अवैध हो।
एक स्मार्टफोन या टैबलेट पर स्थापित एक एप्लिकेशन सेंसर से एकत्रित जानकारी का विश्लेषण करता है और इसे ग्राफिक आरेख के रूप में उपयोगकर्ता को प्रदर्शित करता है।

फिलहाल, विस्थापन सेंसर के प्रोटोटाइप बनाए गए हैं, सभी एल्गोरिदम को डिबग किया गया है, और उपकरणों के लंबे परीक्षण किए गए हैं। IOS ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए एक एप्लिकेशन विकसित किया जा रहा है।

निष्कर्ष

हैबरब्रिज पर इस सामग्री के प्रकाशन का कारण उच्च तकनीक उद्योग में कार्यरत लोगों द्वारा मेरे विकास के एक पेशेवर मूल्यांकन की आवश्यकता है।
शायद कोई पहले से ही ऐसे उपकरणों को विकसित कर रहा है। इस मामले में, यह जानना दिलचस्प होगा कि कई डिजाइन समस्याओं को किस तरीके से हल किया गया था। मैं भी अपने अनुभव को आनंद के साथ साझा करूंगा।
एक डिवाइस को चुनने का सवाल जो ब्लूटूथ-आधारित कम ऊर्जा सेंसर को एक ही सिस्टम में जोड़ सकता है, खुला रहता है। यह मुझे एक तरह का एम्बेडेड सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर लगता है जो एक खुले ऑपरेटिंग सिस्टम को चलाता है और बोर्ड पर ब्लूटूथ कम ऊर्जा हार्डवेयर रखता है। इसका कार्य सेंसर से डेटा एकत्र करना और उन्हें सर्वर पर भेजना है। मुख्य रिपोर्टिंग विधि के साथ समस्याओं के मामले में उपयोगकर्ता के लिए कंप्यूटर में एक आपातकालीन जीएसएम डेटा चैनल भी होना चाहिए।