Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2023 - zeszyt 12

Selection of wireless communication technology for data transmission between wearable electronics devices and the receiver

Dobór technologii komunikacji bezprzewodowej do transmisji danych pomiędzy urządzeniami elektroniki ubieralnej a odbiornikiem

10.15199/48.2023.12.57

nr katalogowy: 146756
10.15199/48.2023.12.57

Streszczenie

Jednym z kluczowych zagadnień dotyczących elektroniki noszonej jest transmisja danych w obrębie sieci bezprzewodowych. Do najczęściej wykorzystywanych rozwiązań należą: technologia Bluetooth Low Energy (BLE), a także protokół ZigBee, charakteryzujące się niskim zużyciem energii oraz niską ceną implementacji. Funkcjonalność takich rozwiązań zależy także od energochłonności zaproponowanych rozwiązań, a także ich rozmiarów i wagi. Celem niniejszego opracowania jest analiza wybranych technik komunikacji, które zostały porównane pod względem ich zasięgu oraz energooszczędności. W pracy przedstawiono wyniki dotyczące testów komunikacji bezprzewodowej. Przedstawiono porównanie zasięgu komunikacji Bluetooth przeprowadzonych w różnych warunkach, takich jak w budynku, w którym nie było przeszkód oraz w obiekcie użyteczności publicznej. W celu porównania parametrów komunikacji Bluetooth zostały użyte różne modele telefonów.

Abstract

One of the key issues in wearable electronics is data transmission over wireless networks. Among the most commonly used solutions are Bluetooth Low Energy (BLE), as well as the ZigBee protocol, which are characterized by low power consumption and low implementation cost. The functionality of such solutions also depends on the energy consumption of the proposed solutions, as well as their size and weight. The purpose of this paper is to analyze selected communication techniques, which were compared in terms of their range and energy efficiency. The paper presents results on wireless communication tests. A comparison is presented of Bluetooth communication range carried out under different conditions, such as in a building where there were no obstacles and in a public facility. In order to compare Bluetooth communication parameters, different phone models were used.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] P. Kiełbasa, S. Kurpaska, M. Zagórda, T. Dróżdż, "System for automatic measurement of topsoil layer compaction and its spatial identification within the research area," 2018 Applications of Electromagnetics in Modern Techniques and Medicine (PTZE), Racławice, Poland, 2018, pp. 113-116, doi: 10.1109/PTZE.2018.8503213.
[2] T. Dróżdż, A. Gąsiorski and Z. Posylek, "The method of noise reduction in systems with two signals paths," 2018 Applications of Electromagnetics in Modern Techniques and Medicine (PTZE), Racławice, Poland, 2018, pp. 41-44, doi: 10.1109/PTZE.2018.8503267.
[3] E Korzeniewska, A Szczesny, P Lipinski, T Dróżdż, P Kiełbasa, A Miernik, K Politowski: Textronics Interdigitate Electrodes for Staphylococcus Aureus bacteria detecting, 2021 J. Phys.: Conf. Ser. 1782 012015, DOI 10.1088/1742- 6596/1782/1/012015
[4] R. Challoo, A. Oladeinde, N. Yilmazer, S. Ozcelik, and L. Challoo, ‘An Overview and Assessment of Wireless Technologies and Co- existence of ZigBee, Bluetooth and WiFi Devices’, Procedia Computer Science, vol. 12, pp. 386–391, Jan. 2012, doi: 10.1016/j.procs.2012.09.091.
[5] J.-S. Lee, Y.-W. Su, and C.-C. Shen, ‘A Comparative Study of Wireless Protocols: Bluetooth, UWB, ZigBee, and Wi-Fi’, in IECON 2007 - 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Nov. 2007, pp. 46–51. doi: 10.1109/IECON.2007.4460126.
[6] Styła, M.; Adamkiewicz, P.; Cieplak, T.; Skowron, S.; Dmowski, A.; Stokłosa, J. A Smart Building Resource Prediction, Navigation and Management System Supported by Radio Tomography and Computational Intelligence. Energies 2021, 14, 8260. https://doi.org/10.3390/en14248260
[7] Rymarczyk, T.; Styła, M.; Oleszek, M.; Maj, M.; Kania, K.; Adamkiewicz, P. Object detection using radio imaging tomography and tomographic sensors. Przeglad Elektrotechniczny 2020, 16, 2, doi: 10.15199/48.2020.01.40
[8] Q. D. La, D. Nguyen-Nam, M. v. Ngo, H. Hoang, and T. Q. S. Quek, ‘Dense Deployment of BLE-based Body Area Networks: A Coexistence Study’, IEEE Transactions on Green Communications and Networking, vol. PP, pp. 1–1, Jul. 2018, doi: 10.1109/TGCN.2018.2859350.
[9] Y.-H. Lee et al., ‘Wearable Textile Battery Rechargeable by Solar Energy’, Nano Lett., vol. 13, no. 11, pp. 5753–5761, Nov. 2013, doi: 10.1021/nl403860k.
[10] K. Cherenack, C. Zysset, T. Kinkeldei, N. Münzenrieder, and G. Tröster, ‘Woven Electronic Fibers with Sensing and Display Functions for Smart Textiles’, Advanced Materials, 22 (45), 5178–5182, 2010, doi: 10.1002/adma.201002159.
[11] S. Wu, P. Liu, Y. Zhang, H. Zhang, and X. Qin, ‘Flexible and conductive nanofiber-structured single yarn sensor for smart wearable devices’, Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 252, 697–705, 2017, doi: 10.1016/j.snb.2017.06.062.
[12] T. Govindan et al., ‘On the design and performance analysis of wristband MIMO/diversity antenna for smart wearable communication applications’, Sci Rep, vol. 11, (1), 21917, Nov. 2021, doi: 10.1038/s41598-021-01326-y.
[13] A. Lymberis, ‘Smart wearable systems for personalised health management: current R&d; future challenges’, in Proceedings of the 25th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Sep. 2003, Vol.4,.3716-3719 doi: 10.1109/IEMBS.2003.1280967.
[14] T. Suzuki, H. Tanaka, S. Minami, H. Yamada, and T. Miyata, ‘Wearable wireless vital monitoring technology for smart health care’, in 2013 7th International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT), Mar. 2013, 1–4. doi: 10.1109/ISMICT.2013.6521687.
[15] Bluetooth Low Energy’. (accessed Mar. 29, 2023). https://www.nordicsemi.com/Products/Bluetooth-Low-Energy
[16] nRF52832 - Nordic Semiconductor’. (accessed Mar. 29, 2023).https://www.nordicsemi.com/Products/nRF52832
[17] nRF5340 - Nordic Semiconductor’. (accessed Mar. 29, 2023).https://www.nordicsemi.com/Products/nRF5340
[18] M. Sikimić, M. Amović, V. Vujović, B. Suknović, and D. Manjak, ‘An Overview of Wireless Technologies for IoT Network’, in 2020 INFOTEH, Mar. 2020, pp. 1–6. doi: 10.1109/INFOTEH48170.2020.9066337.
[19] M. B. Mollah, S. Zeadally, and Md. A. K. Azad, ‘Emerging Wireless Technologies for Internet of Things Applications: Opportunities and Challenges’, in Encyclopedia of Wireless Networks, X. Shen, X. Lin, and K. Zhang, 2020, pp. 390–400. doi: 10.1007/978-3-319-78262-1_328.
[20] N. Poursafar, M. E. E. Alahi, and S. Mukhopadhyay, ‘Longrange wireless technologies for IoT applications: A review’, in 2017 Eleventh International Conference on Sensing Technology (ICST), Dec. 2017, pp. 1–6. doi: 10.1109/ICSensT.2017.8304507.
[21] T. Rault, A. Bouabdallah, and Y. Challal, ‘Energy efficiency in wireless sensor networks: A top-down survey’, Computer Networks, vol. 67, pp. 104–122, Jul. 2014, doi: 10.1016/j.comnet.2014.03.027.
[22] T. Nguyen Gia et al., ‘Low-cost fog-assisted health-care IoT system with energy-efficient sensor nodes’, in 2017 13th International Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC), Jun. 2017, pp. 1765–1770. doi: 10.1109/IWCMC.2017.7986551.
[23] A. Y. Wang and C. G. Sodini, ‘On the Energy Efficiency of Wireless Transceivers’, in 2006 IEEE International Conference on Communications, Jun. 2006, pp. 3783–3788. doi: 10.1109/ICC.2006.255661.
[24] H. Labiod, H. Afifi, and C. D. Santis, Eds., WI-FI TM, BLUETOOTH TM, ZIGBEE TM AND WIMAX TM. Dordrecht: Springer Netherlands, 2007. doi: 10.1007/978-1-4020-5397-9.
[25] General PCB design guidelines for nRF52 series - nRF5 SDK guides - Nordic DevZone’, https://devzone.nordicsemi.com/ guides/short-range-guides/b/hardware-and-layout/posts/ (accessed Apr. 29, 2023).
[26] Online Power Profiler for Bluetooth LE - opp - Online Power Profiler - Nordic DevZone’. https://devzone.nordicsemi.com (accessed Jun. 29, 2023).
[27] Nordic Semiconductor Infocenter’. https://infocenter.nordicsemi.com (accessed Apr. 06, 2023)

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-12 , nr katalogowy 146756 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2023-12 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	70.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2023-12

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma