[RaspberryPi] 블루투스와 비콘

블루투스(Bluetooth)와 비콘(Beacon)

블루투스(Bluetooth)는 근거리 무선 통신 기술의 표준으로 무선 마우스, 키보드를 비롯해 문자 및 음성 정보를 무선 통신을 통해 주고 받는 용도로 사용하고 있다. 블루투스는 수 미터에서 수십 미터 정도의 거리를 둔 정보기기 사이에, 전파를 이용해서 간단한 정보를 교환하는데 사용된다.

 

무선을 wireless, RF(Radio Frequency) 라고 부른다.

RF의 예시로 와이파이, 블루투스, RFID, PWM, NFC 등등이있다.

 

PWM은 가로의 폭을 조절하는 것이다.

주파수에게 변화를 주는 것이기때문에 가로의 폭을 줄이면 LED가 깜빡 일수도있고, 가로의 폭을 늘리면 LED가 까아아아아아아암빡 거리게 할 수도 있다. 

 

라디오 방식의 종류는 AM, FM이 있다.

진폭(세로)을 바꾸는게 AM방식, 주파수(가로)를 바꾸는데 FM방식

진폭은 소리의 음량을 조절, 주파수는 줄이면 초음파에 가까운 소리가 나지만 늘리면 아주 느으으으린 소리가 난다

 

 

 

우리 자리에 두명이 앉아서 쓰고있는데 다른사람이 오면 못앉고 다른 곳에 앉게된다. 이게 호핑이다.

메뚜기가 점프하는 것을 호핑이라고한다

 

BLE동작

BLE 기기들은 기본적으로 Advertise(Broadcast)와 Connection 이라는 방법으로 외부와 통신한다.

 

(1) Advertise(Broadcast) Mode

 BLE의 브로드캐스트 모드는 특정한 디바이스와 연결 없이 주변의 모든 디바이스에게 데이터 패킷을 보낸다. 

 일정한 주기로 주변의 모든 디바이스에게 일방적으로(한 방향 통신) 데이터를 보내는 모드이다. 주기적으로 소량의 데이터를 여러 기기에 전달해야 하는 경우에 적합하다.

 또, 브로드캐스트 모드는 일반적인 연결모드에 비해서 보안이 취약해서 보안이나 개인정보 보호가 필요한 데이터를 사용하는 경우에는 적합하지 않다.

 

- Advertiser(Broadcaster) : 연결 없이 데이터 패킷을 주기적으로 보내는 기기

- Observer : 데이터 패킷을 받기 위해 주기적으로 Scanning하는 기기

(2) Connection Mode

 브로드캐스트 모드와는 달리 양방향으로 데이터를 주고 받거나, 데이터 패킷으로만 전달하기에는 많은 양의 데이터를 주고받아야 하는 경우에 Connection Mode로 통신을 한다. 보통 '일대일' 방식으로 기기들 간에 데이터 교환이 일어난다.

 

 

비콘(Beacon)

근거리에 있는 스마트 기기를 자동으로 인식하여 필요한 데이터를 전송할 수 있는 무선 통신 장치이다.

근거리 무선 통신인 NFC가 10cm 이내의 근거리에서만 작동하고, 블루투스가 10m 정도에서 사용한다면, 비콘(Beacon)은 최대 50m 거리에서 작동할 수 있다. 또한, 배터리만으로 설치 가능하기 대문에 배터리 소모 속도가 매우 중요하다.

 

비콘은 UUID(Universally Unique Identifier)가 포함된 정보 패킷을 보낼 수 있다. 이때 UUID는 해당 비콘에 특정한 이벤트를 유발할 수 있는데, 만약 그 이벤트가 특정 제품이나 브랜드에 관한 알림이면 광고의 목적으로 사용될수도있다.

예를들어 Apple의 iBeacon의 경우 UUID가 단말기의 앱에 의해 인식되고 이것이 광고의 형태로 나타난다.

 

또한 비콘으로 위치를 나타낼 수 있는데 특정 건물의 내부에서 위치를 나타내고자 할 때 방자다 여러 개의 비콘을 설치하면 약 2미터 이내로 사용자의 위치를 파악할 수 있다. 블루투스 비콘은 RSSI(Received Signal Strength Indicator)값을 전송할 수 있기 때문에 사전에 알려진 비콘의 출력 신호 세기와 신호 강도를 사용하면 비콘과 단말기 사이의 거리를 추정할 수 있다. 하지만 이러한 근사값은 오차가 상당하여 정확한 위치추정의 경우 다른 기술이 필요하다.

 

 

UUID는 주민번호와 같은 고유한 값이다.