普教物联网解决方案 >> 02 方案介绍 >> 方案技术原理 >> |
1)进校判断:学生从校外基站蓝牙覆盖区域移动到校内基站蓝牙覆盖区域;
智能手环应用了多个传感技术,计步、距离、卡路里、举手、抬手显示时间等功能基于传统的三轴加速计传感技术通过相关业界算法实现。以计步为例,通过内置相对高精度的加速度传感器,通过积分加速度检测手环在空间中的位移,以此来判断是否是步数。
心率检测通过专门的心率检测模块实现,一般使用光电体积法。这种方案是追踪可见光(绿光)在人体组织中的反射。通常是有两个绿色LED向手腕发出可见光,然后中间有个光电传感器感应反射光。人体的皮肤,骨骼,肉,脂肪等对光的反射是固定值,而毛细血管和动脉静脉由于随着脉搏容积不停变大变小,所以对光的反射是波动值。这个波动的频率就是脉搏,一般也跟心率是一致的。
蓝牙4.0是蓝牙3.0+HS规范的补充,专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案,可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。它支持两种部署方式:双模式和单模式。双模式中,低功耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中,或再在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆栈,整体架构基本不变,因此成本增加有限。单模式面向高度集成、紧凑的设备,使用一个轻量级连接层(Link Layer)提供超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传输,还能让联网传感器在蓝牙传输中安排好低功耗蓝牙流量的次序,同时还有高级节能和安全加密连接。
2、主要特征:
· 蓝牙4.0是Bluetooth
SIG于2010年7月7日推出的新的规范。其最重要的特性是支持省电;
· Bluetooth 4.0,协议组成和当前主流的Bluetooth
h2.x+EDR、还未普及的Bluetooth h3.0+HS不同,Bluetooth 4.0是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范,
· 还提出了“低功耗蓝牙”、“传统蓝牙”和“高速蓝牙”三种模式。
· 其中:高速蓝牙主攻数据交换与传输;传统蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点;蓝牙低功耗顾名思义,以不需占用太多带宽的设备连接为主。前身其实是NOKIA开发的Wibree技术,本是作为一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术,在被SIG接纳并规范化之后重命名为Bluetooth
Low Energy(后简称低功耗蓝牙)。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模式,此外,Bluetooth 4.0还把蓝牙的传输距离提升到100米以上(低功耗模式条件下)。
· 分Single mode与Dual mode。
· Single mode只能与BT4.0互相传输无法向下兼容(与3.0/2.1/2.0无法相通);Dual
mode可以向下兼容可与BT4.0传输也可以跟3.0/2.1/2.0传输
· 超低的峰值、平均和待机模式功耗,覆盖范围增强,最大范围可超过100米。
· 速度:支持1Mbps数据传输率下的超短数据包,最少8个八组位,最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式(sniff
subrating)来达到超低工作循环。
· 跳频:使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频,最大程度地减少和其他2.4 GHz ISM频段无线技术的串扰。
· 主控制:可以休眠更长时间,只在需要执行动作的时候才唤醒。
· 延迟:最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。
· 健壮性:所有数据包都使用24-bit CRC校验,确保最大程度抵御干扰。
· 安全:使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。
· 拓扑:每个数据包的每次接收都使用32位寻址,理论上可连接数十亿设备;针对一对一连接最优化,并支持星形拓扑的一对多连接;使用快速连接和断开,数据可以在网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络
图1-1 传统蓝牙和低功耗蓝牙对比