В интеллектуальную эпоху Интернета всего вы всё ещё испытываете затруднения с управлением сотнями или тысячами умных устройств? Традиционные соединения Bluetooth Low Energy имеют ограниченную пропускную способность, а Mesh-сети сложны и энергоёмки. Всё это стало узким местом, сдерживающим масштабное внедрение Интернета вещей.

Используя ведущую в отрасли платформу чипов Silicon Labs, Технология RF-star выпустила маломощный модуль с функцией PAwR, обеспечивающий масштабную двунаправленную связь «один ко многим». Теоретически одно центральное устройство может одновременно осуществлять двунаправленный обмен данными с 32 640 конечными устройствами, полностью преодолевая ограничения по количеству устройств, характерные для традиционных Bluetooth-соединений, и делая управление устройствами беспрецедентно простым и эффективным. Давайте посмотрим, как эта технология может создать новую ценность для вашего бизнеса!

• Различия между PAwR и другими технологиями:

Традиционное соединение «один ко многим»: Обычно это относится к хосту, который поочередно поддерживает соединения с несколькими или несколькими десятками подчинённых устройств посредством временного мультиплексирования. Количество устройств ограничено, и сложность управления значительно возрастает с увеличением числа устройств.

Широковещательная передача данных «один ко многим»: Использует модель «Передатчик/Наблюдатель». Одно устройство осуществляет трансляцию, а несколько устройств могут её принимать. Однако это односторонняя связь: наблюдатели не могут отвечать, а все устройства получают трансляцию, что исключает конфиденциальность и таргетинг.

Bluetooth Mesh-сеть «один ко многим»: Использует подход управления сетью, основанный на «затоплении». Каждый узел, получивший сообщение, пересылает его через другие узлы, пока оно не будет получено целевым узлом. Теоретически сеть может включать десятки тысяч узлов, обеспечивая связь по схеме «многие ко многим». Однако сеть сложна, а энергопотребление и задержку трудно контролировать.

PAwR Один-ко-многим: Периодическая реклама с ответами — революционная функция, представленная в базовой спецификации Bluetooth версии 5.4. Согласно спецификации Bluetooth SIG, один вещатель PAwR может одновременно поддерживать двустороннюю связь с десятками тысяч подписчиков PAwR — впечатляющий верхний предел в 32 640.

• Что такое PAwR? Как применяется PAwR?

В системе PAwR роли несколько меняются по сравнению с тем, к чему мы привыкли. Вещатель действует как центральное устройство-концентратор, называемое точкой доступа (AP). Сканер/Респондент устройства обычно являются узловыми устройствами.

Мы можем представить это как учителя (ведущего) в классе, задающего вопросы ученикам по фиксированному, повторяющемуся графику. Этот график разделён на множество очень коротких временных интервалов.

Подробный рабочий процесс выглядит следующим образом:
1. Установить синхронизацию: Вещатель непрерывно отправляет периодический рекламный поток, содержащий информацию о времени выхода рекламы. Тысячи абонентских устройств прослушивают этот рекламный поток и поддерживают точную синхронизацию с временем вещателя. Они знают, в каком конкретном временном окне (окнах) им назначено вещание.
2. Отправить команды: В течение своего собственного временного окна вещатель может отправлять публичные данные всем подписчикам или отправлять личные данные, ориентированные на определенную «группу» или даже на одно устройство.
3. Получать ответы: В точно назначенное время, Абонент «пробуждается» для прослушивания любых команд, направленных ему. Если есть данные для отправки (например, показания датчиков, подтверждения статуса), Абонент быстро отвечает Транслятору в течение этого назначенного времени.
4. Повторение цикла: Этот процесс происходит с очень высокой частотой. Поскольку каждое временное окно чрезвычайно коротко, вещатель может завершить один «диалог» с огромным количеством устройств за один цикл, в то время как все устройства проводят большую часть времени в состоянии глубокого сна.

• Преимущества и ограничения PAwR:

Преимущества:

✓ Сверхнизкое энергопотребление
Устройства большую часть времени находятся в режиме глубокого сна, что значительно продлевает срок службы батареи и снижает затраты на обслуживание.

✓ Точность и надежность
Механизм связи на основе временных интервалов исключает конфликты данных, предотвращает конфликты каналов, обеспечивает предсказуемое время отклика и гарантирует доставку команд и своевременные ответы.

✓ Упрощенное развертывание
Топология сети «звезда» не требует реле, сложность управления значительно ниже, чем у Mesh, что значительно сокращает циклы развертывания.

✓ Масштабируемость
Единая сеть поддерживает десятки тысяч устройств, что обеспечивает гибкое расширение по мере роста бизнеса и защиту инвестиционной стоимости.

✓ Двунаправленный интеллект
Полноценные восходящие и нисходящие каналы передачи данных позволяют создать по-настоящему интеллектуальную экосистему Интернета вещей.

✓ Конфиденциальность и безопасность
Поддерживает зашифрованную связь с определёнными группами или отдельными устройствами, что более безопасно, чем глобальная трансляция. Например, при необходимости передачи больших объёмов данных (например, обновления прошивки) точка доступа может временно установить традиционное Bluetooth-соединение с определённым тегом, параллельно с PAwR-соединением, обеспечивая баланс пропускной способности и масштабируемости.

Ограничения:

× Требуется оборудование Bluetooth 5.4
Как вещательная компания, так и подписчики должны поддерживать Bluetooth 5.4, что влечет за собой расходы на обновление.

× Ограничения покрытия
Все устройства должны находиться в зоне прямого радиопокрытия точки доступа; ее нельзя расширить с помощью реле, таких как Mesh.

× Ограниченная пропускная способность восходящего канала
Окно возврата данных для каждого тега очень мало, что не подходит для непрерывной передачи больших потоков данных.

× Зависимость от центрального узла
Точка доступа представляет собой единую точку отказа; ее производительность и стабильность имеют решающее значение.

• Как решение PAwR Smart Warehouse от RF-star обеспечивает интеллектуальное управление устройствами:

Представьте себе интеллектуальную систему управления складом, развертываемую всего за несколько простых шагов:

Сторона AP: Модуль Bluetooth RF-BM-BG22A3
Сторона тега: Модуль Bluetooth RF-BM-BG22B1

Один BG22A3 (сторона AP) теоретически может управлять до 32 640 устройствами BG22B1 (сторона тега) одновременно.

Упрощенное развертывание: Каждая сенсорная метка присоединяется к сети PAwR путем простой установки уникального идентификатора группы и идентификатора устройства с помощью приложения или команды, что повышает эффективность развертывания сети на 80%.

* Инициализация системы: сервер отправляет информацию об идентификаторе тега в точку доступа, которая добавляет тег в свой список управления, завершая «регистрацию».
* Мониторинг состояния: сервер может в любой момент запросить у точки доступа список всех привязанных тегов и их статус (например, уровень сигнала RSSI). Отслеживайте состояние десятков тысяч устройств в режиме реального времени, постоянно поддерживая глобальный обзор.

Точный контроль: Сервер отправляет команду для определённого тега точке доступа. Точка доступа передаёт команду через широковещательную передачу PAwR, активируя звуковой/визуальный сигнал (например, зуммер или светодиод) на соответствующем теге. После подтверждения тега сервер отправляет команду «завершено», точка доступа управляет тегом, отключая сигнал и удаляя его из списка активных. Связь на основе временных интервалов обеспечивает точную доставку команд и обратную связь в режиме реального времени, гарантируя надёжность связи.

Сверхнизкое энергопотребление: Инновационный механизм пробуждения по временным интервалам поддерживает устройства в состоянии глубокого сна большую часть времени, обеспечивая срок службы батареи в течение нескольких лет.

Эластичная масштабируемость: Единая сеть поддерживает десятки тысяч устройств, что позволяет гибко расширять емкость в соответствии с потребностями бизнеса, защищая долгосрочную инвестиционную ценность.

Гибкая настройка: Компания RF-star может предложить глубоко индивидуальные аппаратные и программные решения для модулей Bluetooth, соответствующие конкретным сценариям применения.

• Расширение приложений PAwR, стимулирующее цифровую трансформацию отрасли:

Умная розничная торговля
Системы электронных ценников (ESL) позволяют синхронизировать обновления десятков тысяч ценников за считанные секунды, а также получать обратную связь о статусе, что значительно повышает эффективность работы (двунаправленное обновление цен, получение статуса ценника).

Промышленный Интернет вещей (IIoT)

Мониторинг состояния оборудования на заводе, управление складом и логистикой, поддержка одновременного сбора данных с тысяч датчиков (например, датчиков температуры, вибрации), построение цифровой системы эксплуатации и обслуживания.
Умное здание
Системы управления автоматизацией зданий (BACS) легко управляют десятками тысяч датчиков и исполнительных механизмов, создавая по-настоящему интеллектуальную офисную среду. Сетевое взаимодействие интеллектуальных датчиков в жилых помещениях и т. д., где точка доступа (интеллектуальный шлюз) получает данные и отправляет команды управления (например, для регулировки увлажнителя).
Умное сельское хозяйство
Крупномасштабные сети мониторинга окружающей среды собирают почвенные и метеорологические данные в режиме реального времени, обеспечивая информационную поддержку точного земледелия.
Здравоохранение
Удаленный мониторинг состояния пациентов в больницах (например, датчики сердечного ритма, артериального давления) с централизованным получением данных и отправкой конфигураций точкой доступа; низкое энергопотребление подходит для носимых устройств.

• Перспективы

Технология PAwR ускоряет процесс цифровой трансформации в различных отраслях. Её появление не призвано заменить Bluetooth Mesh, а представляет собой важнейшее дополнительное решение для приложений Интернета вещей. Будучи ведущим Производители модулей Bluetooth Поскольку RF-star Technology продолжает внедрять решения для приложений PAwR, барьер для внедрения этой технологии постоянно снижается. Она идеально подходит для решения технической проблемы «крупномасштабных, маломощных, двунаправленных сетей со звездообразной топологией». Мы уверены, что PAwR, благодаря своим уникальным преимуществам, быстро наберёт популярность в розничной торговле, логистике, промышленном интернете и других областях, став одной из ключевых технологий, определяющих инновации в области маломощного Интернета вещей следующего поколения.

Технология PAwR достигла зрелости, и рыночные возможности уже на подходе. Независимо от того, являетесь ли вы разработчиком решений, системным интегратором или конечным пользователем, сейчас самое подходящее время, чтобы освоить эту революционную технологию.

Давайте работать вместе, чтобы совместно открыть новую интеллектуальную эру Интернета всего!