내가 운영하는 딥네트워크의 Bluetooth 5.1 기술력 소개: 1 : N 무선 통신 기술력 소개
저희 기업은 Bluetooth 5.1 기술을 활용한 1:20 무선 통신 솔루션을 개발하여, 20개 이상의 TX 모듈과 1개의 RX 모듈이 효율적으로 통신하는 시스템을 제공합니다. 이 솔루션은 저전력 설계 및 Nordic Bluetooth 5.1 칩셋을 기반으로, 고성능 센서 네트워크 구축이 가능합니다. TX 모듈에는 온도 센서가 부착되어 있으며, RX 모듈은 다수의 센서 데이터를 통합하여 UART를 통해 디스플레이 모듈로 전송합니다.
기술 개요
- 목적: RX 모듈이 20개의 TX 모듈로부터 데이터를 실시간으로 수집하고, 저전력 모드에서 효율적인 통신을 유지.
- TX 모듈: BLE Advertising을 통해 RX 모듈과 연결, 주기적으로 온도 데이터를 송신.
- RX 모듈: Multi-link Central 기능을 통해 최대 20개의 TX 모듈과 동시에 연결 및 데이터 수신, 처리.
주요 절차 및 방법
- 페어링 및 연결 유지
- RX 모듈은 BLE 스캔 기능을 통해 주변의 TX 모듈을 검색합니다.
- BLE_GAP_EVT_ADV_REPORT 이벤트가 발생하면, RX 모듈은 광고 패킷에서 TX 모듈의 주소 및 서비스 정보를 확인합니다.
- RX 모듈은 sd_ble_gap_connect() API를 사용하여 최대 20개의 TX 모듈과 순차적으로 연결을 시도합니다.
- 각 연결은 Connection Parameters로 설정된 최소/최대 연결 주기, 슬레이브 지연시간 등을 기반으로 안정적으로 관리됩니다.
- 다중 연결 관리
- Nordic SDK의 Multi-link Central 예제를 기반으로, RX 모듈은 동시에 20개의 TX 모듈과 연결을 유지합니다.
- 각 연결에 대해 BLE_CONN_HANDLE_INVALID를 통해 연결 핸들을 관리하고, BLE_GAP_EVT_CONNECTED 이벤트로 연결 상태를 모니터링합니다.
- 연결된 모든 TX 모듈에서 송신되는 Notification 이벤트를 RX 모듈에서 처리하여, 데이터를 연속적으로 수신합니다.
- 데이터 수집 및 처리
- 각 TX 모듈은 정기적으로 Notification을 통해 온도 데이터를 RX 모듈로 송신합니다.
- RX 모듈은 ble_nus_data_send() API를 통해 수신한 데이터를 UART를 통해 외부 디스플레이 모듈로 전송합니다.
- 모든 데이터는 FIFO 구조로 처리되어 실시간 데이터 통합이 가능하며, 데이터 수집 간격과 동기화가 최적화됩니다.
- 저전력 최적화
- BLE 5.1의 저전력 특성을 적극 활용하여, 각 TX 모듈은 수십 μA의 전력을 소모하며, RX 모듈도 최적화된 전력 관리 기법을 통해 수백 μA 수준의 전력 소모를 유지합니다.
- Connection Interval 및 Slave Latency 설정을 통해 전력 소모를 최소화하면서도 안정적인 데이터 통신을 보장합니다.
- 전력 소모 측정
- 저희 솔루션은 BLE 통신 주기와 저전력 모드에 따른 전력 소모량을 실시간으로 모니터링하며, TX 모듈의 전력 소모는 50ms 주기에서 수십 μA에서 수 mA 사이로, RX 모듈은 수백 μA에서 수 mA 수준의 소모를 유지합니다.
- 전력 측정 도구를 통해 BLE 통신 중 발생하는 전력 소모를 분석하여 배터리 수명 최적화를 지원합니다.
- 확장성 및 유연성
- Nordic SDK 기반의 커스터마이징이 가능하여, 추가적인 센서 모듈 및 통신 모듈을 손쉽게 통합할 수 있습니다.
적용 분야
- 산업용 센서 네트워크: 다수의 온도, 습도, 가스 센서를 통합한 모니터링 시스템.
- 헬스케어: 여러 환자의 바이오 데이터를 실시간으로 수집하여 중앙 모니터링 시스템으로 전송.
- 스마트 홈: 다수의 IoT 장치를 제어하는 통합 스마트 네트워크 구축.
저희 기업은
Bluetooth 5.1 통신 기술을 통해 다수의 장치와의 안정적이고 효율적인 연결을 구현하며, 다양한 산업군에서 활용 가능한 맞춤형 솔루션을 제공합니다.