Implementación Low Cost de un sistema de comunicación BLE

Abstract

Bluetooth ha sido una tecnología muy utilizada para la transferencia de información. Sin embargo, con el auge de los dispositivos IoT como wearables se puso de manifiesto la necesidad de perfeccionar esta tecnología. Esta mejora estuvo enfocada al bajo consumo y potencia, y tuvo como resultado el Bluetooth Low Energy. Este proyecto se centra en la implementación de dos subsistemas de comunicación BLE. Cada subsistema se centrará en un rol del SoC BLE (central/periférico) que reciba/envíe datos mediante BLE. El primer subsistema adquiere los datos de un sensor de nivel de agua en un móvil. El sensor es el encargado de enviar los datos captados hacia el microcontrolador el cual los envía hacia el SoC y este mediante BLE al teléfono móvil. El segundo adquiere los datos de un sensor en un ordenador. El sensor está integrado en una plataforma junto con el SoC BLE (que actuará como periférico) que enviará los datos hacia otro SoC BLE el cual mostrará los datos en el ordenador. Primero se ha llevado a cabo un estudio de diferentes dispositivos a usar para cada uno de los subsistemas eligiendo el óptimo en cada caso. Posteriormente se realizado el diseño hardware y la programación firmware. Obtendremos dos prototipos sobre los que se realizarán las pruebas pertinentes que permitan corroborar su funcionamiento correcto y que se ha logrado un diseño de bajo consumo, potencia y coste. Las conclusiones versarán sobre los resultados obtenidos y las líneas futuras que optimizarían el diseño realizado.

Bluetooth has been a widely used technology for information transfer. However, with the rise of IoT devices such as wearables, the need to improve this technology became apparent. This improvement was focused on low power consumption and low power, and resulted in Bluetooth Low Energy. This project focuses on the implementation of two BLE communication subsystems. Each subsystem will focus on one role of the BLE SoC (central/peripheral) that receives/sends data via BLE. The first subsystem acquires data from a water level sensor in a mobile phone. The sensor sends the captured data to the microcontroller, which sends it to the SoC and the SoC sends it via BLE to the mobile phone. The second one acquires the data from a sensor in a computer. The sensor is integrated in a platform together with the BLE SoC (which will act as a peripheral) which will send the data to another BLE SoC which will display the data on the computer. First, a study of different devices to be used for each of the subsystems has been carried out, choosing the optimal one in each case. Subsequently, the hardware design and firmware programming were carried out. We will obtain two prototypes on which the relevant tests will be carried out to corroborate that they work correctly and that a low consumption, power and cost design has been achieved. The conclusions will be based on the results obtained and the future lines that would optimise the design carried out.

Bluetooth ha estat una tecnologia àmpliament utilitzada per a la transferència d'informació. Tanmateix, amb l'augment dels dispositius IoT com a portables, es va revelar la necessitat de millorar aquesta tecnologia. Aquesta millora es va centrar en un baix consum i energia i va donar lloc a la baixa energia Bluetooth. Aquest projecte se centra en la implementació de dos subsistemes de comunicació BLE. Cada subsistema se centrarà en un paper del SOC (central/perifèric) que rep/envia dades de BLE. El primer subsistema adquireix les dades d'un sensor de nivell d¿aigua en un mòbil. El sensor s¿encarrega d¿enviar les dades capturades al microcontrolador que les envia al SOC i això per MOBA al telèfon mòbil. El segon adquireix les dades d'un sensor en un ordinador. El sensor s'integra en una plataforma juntament amb el SOC BLE (que actuarà com a perifèric) que enviarà les dades a un altre SOC BLE que mostrarà les dades de l'ordinador. En primer lloc, s'ha realitzat un estudi de diferents dispositius que s'han d'utilitzar per a cadascun dels subsistemes escollint òptims en cada cas. Posteriorment, disseny de maquinari i programació de firmware. Obtindrem dos prototips sobre els quals les proves rellevants que permeten corroborar la seva operació correcta i que es realitzarà un baix consum, potència i disseny de costos. Les conclusions tractaran els resultats obtinguts i les línies futures que optimitzessin el disseny realitzat.