Na era inteligente da Internet de Todas as Coisas, você ainda se preocupa em como gerenciar centenas ou milhares de dispositivos inteligentes? As conexões Bluetooth Low Energy tradicionais têm capacidade limitada, enquanto as redes Mesh são complexas e consomem muita energia. Esses fatores se tornaram gargalos que restringem a implantação em larga escala da Internet das Coisas.

Aproveitando a plataforma de chips líder do setor da Silicon Labs, Tecnologia RF-star A empresa lançou um módulo de baixo consumo com funcionalidade PAwR, que permite a comunicação bidirecional em larga escala de um para muitos. Teoricamente, um único dispositivo central pode realizar simultaneamente a troca de dados bidirecional com até 32.640 dispositivos finais, superando completamente as limitações de número de dispositivos das conexões Bluetooth tradicionais e tornando o gerenciamento de dispositivos incrivelmente simples e eficiente. Agora, vamos ver como essa tecnologia pode gerar novo valor para o seu negócio!

• Diferenças entre PAwR e outras tecnologias:

Conexão tradicional de um para muitos: Normalmente, refere-se a um host que se reveza na manutenção de conexões com algumas dezenas de dispositivos escravos por meio de multiplexação por divisão de tempo. O número é limitado e a complexidade de gerenciamento aumenta significativamente com a quantidade de dispositivos.

Transmissão de um para muitos: Utiliza um modelo de emissor/observador. Um dispositivo transmite e vários dispositivos podem receber. No entanto, essa comunicação é unidirecional; os observadores não podem responder e todos os dispositivos recebem a transmissão, o que resulta em falta de privacidade e possibilidade de segmentação.

Rede Bluetooth Mesh Um-para-Muitos: Utiliza uma abordagem de gerenciamento de rede do tipo "inundação". Cada nó que recebe uma mensagem a encaminha, retransmitindo-a por meio de outros nós até que o nó de destino a receba. Teoricamente, uma rede pode acomodar dezenas de milhares de nós, permitindo a comunicação de muitos para muitos. No entanto, a rede é complexa e o consumo de energia e a latência são difíceis de controlar.

PAwR Um-para-Muitos: PAwR significa Publicidade Periódica com Respostas, um recurso revolucionário introduzido na versão 5.4 da especificação Bluetooth Core. De acordo com a especificação Bluetooth SIG, um transmissor PAwR pode se comunicar simultaneamente de forma bidirecional com até dezenas de milhares de assinantes PAwR – um limite máximo impressionante de 32.640.

• O que é PAwR? Como o PAwR é aplicado?

Em um sistema PAwR, os papéis são de certa forma invertidos em comparação com o que estamos tradicionalmente acostumados. Radiodifusor Atua como o dispositivo central, também conhecido como Ponto de Acesso (AP). Scanner/Responder Os dispositivos são normalmente os dispositivos de nó.

Podemos imaginar isso como um professor (o Emissor) em uma sala de aula fazendo perguntas aos alunos de acordo com um cronograma fixo e recorrente. Esse cronograma é dividido em um grande número de intervalos de tempo extremamente curtos.

O fluxo de trabalho detalhado é o seguinte:
1. Estabelecer sincronização: A emissora envia continuamente um fluxo periódico de anúncios contendo informações específicas de tempo. Milhares de dispositivos de assinantes escutam esse fluxo de anúncios e mantêm uma sincronização precisa com o tempo da emissora. Eles sabem em qual(is) janela(s) de tempo específica(s) devem se comunicar.
2. Enviar comandos: Dentro de seus próprios intervalos de tempo, o transmissor pode enviar dados públicos para todos os assinantes ou enviar dados privados direcionados a um "grupo" específico ou até mesmo a um único dispositivo.
3. Receber respostas: No intervalo de tempo preciso alocado a um Assinante, este é "ativado" para receber quaisquer comandos direcionados a ele. Se houver dados para enviar de volta (como leituras de sensores, confirmações de status), ele responde rapidamente ao Transmissor dentro desse intervalo designado.
4. O ciclo se repete: Esse processo se repete em uma frequência muito alta. Como cada intervalo de tempo é extremamente curto, o Transmissor pode concluir uma "conversa" com um grande número de dispositivos em um único ciclo, enquanto todos os dispositivos passam a maior parte do tempo em estado de hibernação profunda.

• Vantagens e limitações do PAwR:

Vantagens:

✓ Consumo de energia ultrabaixo
Os dispositivos permanecem em modo de hibernação profunda na maior parte do tempo, prolongando significativamente a vida útil da bateria e reduzindo os custos de manutenção.

✓ Precisão e Confiabilidade
O mecanismo de comunicação baseado em intervalos de tempo elimina colisões de dados, evita a disputa por canais, garante tempos de resposta previsíveis e assegura a entrega de comandos e respostas em tempo hábil.

✓ Implantação simplificada
A topologia de rede em estrela não requer repetidores, a complexidade de gerenciamento é muito menor do que a da rede em malha, reduzindo consideravelmente os ciclos de implantação.

✓ Escalabilidade
Uma única rede suporta dezenas de milhares de dispositivos, permitindo uma expansão flexível à medida que o negócio cresce, protegendo o valor do investimento.

✓ Inteligência bidirecional
Canais de dados completos, tanto de uplink quanto de downlink, possibilitam um ecossistema de IoT verdadeiramente inteligente.

✓ Privacidade e Segurança
Suporta comunicação criptografada com grupos específicos ou dispositivos individuais, mais segura do que a transmissão global. Por exemplo, quando são necessárias grandes transferências de dados (como atualizações de firmware), o ponto de acesso pode estabelecer temporariamente uma conexão Bluetooth tradicional com uma Tag específica, coexistindo com a comunicação PAwR, equilibrando a taxa de transferência e a escalabilidade.

Limitações:

× Requer hardware Bluetooth 5.4
Tanto a emissora quanto os assinantes devem ser compatíveis com o Bluetooth 5.4, o que acarretará custos de atualização.

× Limitações de cobertura
Todos os dispositivos devem estar dentro do alcance de cobertura de rádio direta do ponto de acesso; este alcance não pode ser estendido por meio de repetidores como em uma rede Mesh.

× Largura de banda de uplink limitada
A janela de retorno de dados para cada Tag é muito pequena, inadequada para a transmissão contínua de grandes fluxos de dados.

× Dependência do Nó Central
O ponto de acesso (AP) é um ponto único de falha; seu desempenho e estabilidade são cruciais.

• Como a solução PAwR Smart Warehouse da RF-star permite o gerenciamento inteligente de dispositivos:

Imagine um sistema inteligente de gestão de armazém implementado em apenas alguns passos simples:

Lado AP: Módulo Bluetooth RF-BM-BG22A3
Lado da etiqueta: Módulo Bluetooth RF-BM-BG22B1

Um único BG22A3 (lado do ponto de acesso) pode, teoricamente, gerenciar até 32.640 dispositivos BG22B1 (lado da etiqueta) simultaneamente.

Implantação simplificada: Cada etiqueta de sensor se integra à rede PAwR simplesmente definindo um ID de grupo e um ID de dispositivo exclusivos por meio de um aplicativo ou comando, aumentando a eficiência de implantação da rede em 80%.

* Inicialização do sistema: O servidor envia as informações de ID da Tag para o AP, que adiciona a Tag à sua lista de gerenciamento, concluindo o "registro".
* Monitoramento de status: O servidor pode consultar o ponto de acesso (AP) a qualquer momento para obter a lista de todas as tags vinculadas e seus respectivos status (como a intensidade do sinal RSSI). Monitore o status de dezenas de milhares de dispositivos em tempo real, mantendo sempre uma visão geral global.

Controle preciso: O servidor envia um comando para uma Tag específica ao AP. O AP entrega o comando via broadcast PAwR, acionando um alerta sonoro/visual (como uma campainha ou um LED) na Tag correspondente. Após confirmar a Tag, o servidor envia um comando de "conclusão", o AP controla a Tag para interromper o alerta e a remove da lista de ativas. A comunicação baseada em intervalos de tempo garante a entrega precisa do comando e o feedback de status em tempo real, assegurando a confiabilidade da comunicação.

Consumo de energia ultrabaixo: Um mecanismo inovador de ativação por intervalos de tempo mantém os dispositivos em modo de hibernação profunda na maior parte do tempo, permitindo uma duração da bateria de vários anos.

Escalabilidade elástica: Uma única rede suporta dezenas de milhares de dispositivos, permitindo uma expansão flexível da capacidade de acordo com as necessidades do negócio, protegendo o valor do investimento a longo prazo.

Personalização flexível: A RF-star pode fornecer soluções de módulos Bluetooth de hardware e software altamente personalizadas, adaptadas a cenários de aplicação específicos.

• Expandindo as aplicações PAwR, capacitando a transformação digital da indústria:

Varejo Inteligente
Os sistemas de etiquetas eletrônicas de prateleira (ESL) permitem atualizações sincronizadas para dezenas de milhares de etiquetas em segundos, além de receberem feedback de status, aumentando consideravelmente a eficiência operacional (atualizações bidirecionais de preços, recebimento do status das etiquetas).

Internet das Coisas Industrial (IIoT)

Monitoramento do status dos equipamentos de fábrica, gerenciamento de armazém e logística, suporte ao reporte simultâneo de dados de milhares de sensores (ex.: sensores de temperatura e vibração), construção de um sistema digital de operação e manutenção.
Edifício Inteligente
Os Sistemas de Controle de Automação Predial (BACS) gerenciam facilmente dezenas de milhares de sensores e atuadores, criando um ambiente de escritório verdadeiramente inteligente. Isso inclui a interconexão de sensores inteligentes em unidades residenciais, etc., onde o ponto de acesso (gateway inteligente) recebe os dados e envia comandos de controle (por exemplo, ajustar um umidificador).
Agricultura Inteligente
Redes de monitoramento ambiental em larga escala coletam dados meteorológicos e do solo em tempo real, fornecendo suporte de dados para a agricultura de precisão.
Assistência médica
Monitoramento remoto de pacientes em hospitais (ex.: sensores de frequência cardíaca e pressão arterial), com o ponto de acesso recebendo dados centralmente e enviando configurações; a característica de baixo consumo de energia é adequada para dispositivos vestíveis.

• Panorama

A tecnologia PAwR está acelerando o processo de transformação digital em diversos setores. Seu surgimento não visa substituir o Bluetooth Mesh, mas sim fornecer uma solução complementar crucial para aplicações de IoT. Como líder no setor, a PAwR está impulsionando o desenvolvimento de soluções inovadoras e sustentáveis para aplicações de IoT. Fabricantes de módulos Bluetooth À medida que a RF-star Technology continua a introduzir soluções de aplicação PAwR, a barreira à adoção desta tecnologia está a diminuir continuamente. Ela preenche precisamente a lacuna técnica para "redes bidirecionais de grande escala, de baixo consumo de energia e com topologia em estrela". Acreditamos que a PAwR, com as suas vantagens únicas, ganhará rapidamente popularidade no retalho, logística, internet industrial e outros setores, tornando-se uma das tecnologias centrais que impulsionam a inovação da IoT de baixo consumo de energia da próxima geração.

A tecnologia PAwR está madura e a oportunidade de mercado está ao seu alcance. Seja você um desenvolvedor de soluções, um integrador de sistemas ou um usuário final, agora é o momento perfeito para adotar essa tecnologia revolucionária.

Vamos trabalhar juntos para inaugurar uma nova era inteligente para a Internet de Todas as Coisas!