progettazione sistemi bluetooth

Progettazione Sistemi Bluetooth

La progettazione sistemi bluetooth a basso consumo permette la comunicazione wireless di sensori biometrici, estensimetri, accelerometri, sensori di luce e telemetrici.

Si aprono orizzonti per una infinità di applicazioni elettroniche indossabili. Progettiamo dispositivi che permettono la immersione totale di una tecnologia a servizio dell'essere umano. Aggiungento pochi euro di costo potete crescere esponenzialmente il valore del vostro prodotto. Tutti i nostri dispositivi hanno un indirizzo univoco (MAC ADDRESS) che ne permette la identificazione a livello mondiale. Utilizzando protocolli propri di sicurezza la riservatezza dei dai trasmessi a mezzo bluetotth è sicura al 99.99999%. Adottando algoritmi proprietari possiamo attivare in modo automatico le procedure di accoppiamento (PAIRING) evitando l'uso di cellulari, APPS o tablets

Come è nato il Bluetooth

La tecnologia Bluetooth permette lo scambio di dati ed informazioni senza fili. Diciamo che si tratta di moduli che possono comunicare tra loro, senza fili, via radio, tra distanze massime di 100 metri. Dispositivi simili erano impiegati nei ricetrasmettitori per uso hobbistico (walkie-talkie) e radiocomandi. Negli anni sono fioriti migliaia di dispositivi wireless (senza fili) per trasmissioni impiegate nel settore medico, allarmi, trasmissione dati eccetera. La progettazione sistemi bluetooth sta diventando dominante. Mancava tuttavia un dispositivo con particolarità standard sulla cui piattaforma potevano essere sviluppati una serie di prodotti con una sorta di compatibilità, omologazione internazionale, basso consumo per la alimentazione a batteria, e totale immunità da disturbi ed interferenze. Possiamo dire che c'era un enorme vuoto da colmare. Ma nessuno aveva ancora pensato ad ideare e standardizzare un dispositivo senza fili diciamo 'universale'. Questo vuoto è stato colmato in gran parte dal sistema BLUETOOTH. Possiamo affermare che ad oggi abbiamo nel mondo oltre il miliardo di dispositivi radio basati su BLUETOOTH. Il BLUETOOTH è nato come sviluppo di comunicazione radio su breve distanza da parte di Nils Rydbeck. Questa persona, sviluppatore di sistemi alla ERICSSON, ha avuto la visione e la concretezza di portare avanti il progetto con un team di sviluppatori molto efficienti. La idea iniziale era quella di progettare delle cuffie senza fili, ma il team intravide una immensa opportunità strada facendo. Non entraimo nei dettagli della invenzione ufficiale e dei vari inventori coinvolti nel progetto.
Possiamo affermare che ad oggi la tecnologia si è definita ed il tutto è organizzato e mantenuto dal Bluetooth Special Interest Group (SIG). Inizialemente gruppi come Nokia, Intel, IBM ed Ericsson, ed altri ancora, hanno iniziato ad adottare il sistema denominato BLUETOOH. Nel 2001 IBM presentava il terminale con BLUETOOTH integrato ed ERICSSON presentava il proprio cellulare T39 dotato di BLUETOOTH.  Ad oggi il consorzio che aderisce al Bluetooth conta centinaia di aziende importanti. Un poco singolare il nome adottato per questa tecnologia. In italiano suona come "DENTEBLU". Si richiama ad un re condottiero scandinavo Harald Bluetooth  che riunì popolazioni di diverse lingue. Il BLUETOOTH di fatto è un sistema per comunicare tra dispositivi diversi tra loro.
Non male la idea del nome introdotta dallo sviluppatore in INTEL Jim Kardach. Senza entrare nei dettagli vediamo di focalizzare le caratteristiche chiave che hanno permesso lo sviluppo esponenziale delle schede elettroniche basate su BLUETOOTH.
  • - CONSUMO DI CORRENTE IRRISORIO DURANTE IL FUNZIONAMENTO (15-25mA).
  • - TENSIONE DI FUNZIONAMENTO COMPATIBILE CON LE BATTERIE DI MERCATO (2-4V).
  • - MANTENERE UN FUNZIONAMENTO DI RIPOSO CON POCHI MICRO AMPERE.
  • - FACILE CONNESSIONE ED ACCOPPIAMENTO AI DISPOSITIVI INFORMATICI.
  • - FACILE CONNESSIONE ED ACCOPPIAMENTO AI TELEFONI CELLULARI.
  • - TRASMISSIONE DATI AUDIO CON RISOLUZIONE 24BIT A 96KH.
  • - TRASMISSIONE DATI DIGITALI CON CADENZA DI 1 MEGA BIT PER SECONDO.
  • - ANTENNA INCORPORATA IN UN MODULO DI SOLI 15MMX20MMX2MM.
  • - MODULI BLUETOOTH DI FACILE INTERFACCIAMENTO AI MICROPROCESSORI.
  • - COMUNICAZIONE A MEZZO UART CON MCU E SMARTPHONE.
  • - FACILMENTE CONFIGURABILI CON WINDOWS O SISTEMI APPLE.
  • - I MODULI SUPPORTANO AUDIO CODEC E DSP PROCESSING.
  • - UTILIZZA LA BANDA UHF COMPRESA TRA I 2,4 E 2.485 GIGA HZCA.
  • - CAPACITA' DEL CONSORZIO DI SVILUPPO OLTREPASSANDO GLI STANDARD INTERNAZIONALI.
  • - COMPATIBILITA' RETROATTIVA DELLE VERSIONI NUOVE SVILUPPATE.
  • - COMUNICAZIONI PUNTO A PUNTO MA ANCHE SVILUPPO DI NODI.
  • - PRESENZA SUL MERCATO DI MODULI FACILMENTE INTERFACCIABILI.
  • - POTENZE TIPICHE DI TRASMISSIONE FINO A 15 dBm (circa 30milliW).
  • - POTENZA DI USCITA PROGRAMMABILE CON RAGGI DI AZIONE DAL METRO A 100 METRI.
  • - SESIBILITA' FINO A -90 dBm (decine di PICOWATT).
  • - TECNOLOGIA DI TRASMISSIONE A PACHETTI DI DATI IN 40..79 CANALI SUDDIVISI.
  • - SOLUZIONE IDEALE PER SOSTITUIRE COMUNICAZIONE DATI O STATI SU FILO.
  • - PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO TIPO MASTER-SLAVE AUTOMATICAMENTE RICONFIGURABILE.
  • - COSTO DEI MODULI RADIO COMPRESI TRA 2€ E 9€.
  • - FACILE REPERIBILITA' SUL MERCATO, ENORME OFFERTA DI PRODOTTI.

Tipiche Applicazioni Bluetooth

WEARABLE

Sono dispositivi miniaturizzati che possono essere integrati nell'abbigliamento o in particolari accessori indossabili. Hanno possibilità di trasmettere informazioni relative alla persona od all'ambiente. La scheda elettronica deve essere ovviamente dotata di appositi sensori ambientali o biometrici. Accelerometri possono fornire informazioni in merito a shock meccanici, velocità o cadula. Sono essenzialemnte dispositivi per il tempo libero, la prevenzione infortuni, sicurezza della persona, raccolta di dati biometrici eccetera. Solitamente i dati sno gestiti e collezionati dal cellulare o altri dispositivi progettati per lo scopo.

SPORT TEMPO LIBERO

Analogamnte a quanto sopra elencato si possono sviluppare prodotti da applicare nello sport. Sensori possono essere installati nei palloni da calcio per studiare e localizzare gli spostamenti. Nelle scarpe possono essere inseriti accelerometri per studiare la resistenza meccanica delle mescole utilizzate per la fabbricazione delle scarpe. Sensori possono trasmettere in tempo reale la temperaura e lo stress della muscolatura sotto sforzo. Nel settore ciclistico il BLUETOOTH trasmette al celllulare lo storico del percorso con parametri di velocità ed accelerazione. Allo stesso modo il BLUETOOTH unitamente ad altri sensori appositi può attivare segnalazioni luminose per avvertire la presenza in condizioni di scarsa luminosità. Nella pesca sportiva sistemi BLUETOOTH sono installati nelle canne da pesca professionali per attivare allarmi o segnalazioni. Nell' addestramento dei cani il BLUETOOTH è di ausilio alla localizzazione su breve raggio. Nelle gare su pista i sistemi BLUETOOTH permettono la risoluzione di conflitti 'PRIMO ARRIVATO'. Nel settore delle MOTO da competizione il BLUETOOTH permette lo sviluppo di data loggers implementati nel cellulare.

SETTORE MEDICALE

Nel settore medicale il BLUETOOTH sta vivendo un periodo di fioritura esemplare. Lo sviluppo sta avendo un grande successo grazie alla enorme offerta di sensori a basso costo e basso consumo in grado di misurare parametri biometrici di quasiasi tipo. Il vantaggio del BLUETOOTH è la totale eliminazione dei cavi di collegamento alla unità di elaborazione dei dati. Potendo controllare la potenza dei segnali radio, si trova il compromesso per non interferire sulla strumentazione medicale. Sistemi BLUETOOTH trovano largo impiego nelle FLEBO per mantenere in allerta il personale medico durante la procedura di flusso del medicamento.

PER LA CASA

Innumerevoli sono le schede elettroniche Bluetooth per impeigo domestico. Le più popolari sono per gli antifurti, sistemi anti-intrusione, anti-incedio, anti-allagamento, sensori di Black-out ed applicazioni domotiche per illuminazione e sistemi di chiusura delle porte. Le schede elettroniche Bluetooth hanno dimensioni estremamente piccole edotate di piccole batterie possono avere autonomie di mesi. Possono essere installate su oggetti per rileverne il movimento. Si possono posizionare sui rubinetti del GAS per avvisare l'utente.  Quando si esce dal raggio di azione del Bluetooth, una APP sul cellulare risulta in grado di evidenziare situazioni di pericolo o dimenticanze che possono provocare danni importanti. Basti pensare ai sensori rivelatori di fumo e gas dotati di Bluetooth.

SICUREZZA DELLA PERSONA

Le schede elettroniche Bluetooth dotate di microprocessore e particolari sensori sono di ausilio alle persone anziane. Garantiscono le chiamate di emergenza in caso di caduta oppure in caso di brusche variazioni dei parametri biometrici. Per estendere il raggio di azione del Bluetooth si possono installare ripetitori Bluetooth che permettono la copertura in abitazioni di grandi dimensioni. I recenti moduli Bluetooth supportano i protocolli HAND-FREE di Android ed Apple. La persona anziana, quindi, non ha necessità di utilizzare la tastiera  per selezionare il numero. Il cellulare potrebbe essere caduto a decine di metri di distanza, ma tramite il protocollo HAND-FREE essere in grado di comunicare con la persona di supporto, parente od amico.

La sicurezza dei sistemi basati su Bluetooth

La sicurezza dei sistemi Bluetooth presenta due aspetti. La sicurezza intesa come correttezza e funzionalità di trasmissione dati è impeccabile. Utilizzando algoritmi di controllo la possiamo ritenere una tecnologia perfetta.

La sicurezza in termini di vulnerabilità ad intrusioni od attacchi dolosi richiede invece una particolare attenzione. La comunicazione tra due moduli Bluetooth può essere facilmente intercettata e decodificata. Analizzando il flusso di dati, un hacker potrebbe intromettersi per scopi dolosi. Tipico esempio sono la apertura di serrature basate su schede elettroniche Bluetooth.

Lo scopo dell'hacker è quello di aprire la porta. Di per sè il Bluetooth non ha una sicurezza intrinseca. Il Bluetooth, per così dire, è un sistema aperto. Per risolvere queste problematiche, Bernini Design sviluppa algoritmi propri che comprendono, o meglio sono in grado di distinguere situazioni di attacco fraudolento. Il Bluetooth deve essere tuttavia supportato da un processore in grado di eseguire un software ad autoapprendimento. Quando il programma 'vede' situazioni anomale, od inusuali, automaticamente riattiva le procedure di ricodifica delle credenziali di accesso.

Situazioni inusuali possono essere la presenza di indirizzi MAC sconosciuti, livelli di segnali inusuali, comportamenti di controllo somme inadeguati. Le credenziali dinamiche scadono in tempi rapidissimi. L'hacker non ha il tempo materiale per replicarli e ricodificarli. Il sistema è entrato in sicurezza. Possiamo garantire una incertezza di alcune parti per milione. In altre parole occorrerebbero centinaia di anni per decriptare le sicurezze. Possiamo ritenere che siamo in grado di fornire sistemi altamenti sicuri anche nel caso di gestione di reti basate su Bluetooth.

Approvazione dei sistemi basati su Bluetooth

Le schede elettroniche basate su Bluetooth progettate dalla Bernini Design sono approvate per l'uso in Europa essendo conformi alle seguneti normative

EMC

EN 301 489-1 V1.9.2

EN 301 489-17 V2.2.1

EN 301 489-1 V2.1.1

EN 301 489-1 V3.2.0

RADIO

EN 300 328 V1.9.1 V 2.1.1

SICUREZZA

EN 60950-1:2009

EN 60950-A11:2009

EN 60950-A1:2010

EN 60950-12:2011

EN 60950-2:2013

 

BERNINI DESIGN ITALIA SRL

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 46035 Ostiglia (IT)

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