À l'ère de l'Internet des objets, la gestion de centaines, voire de milliers d'appareils connectés vous pose-t-elle encore problème ? Les connexions Bluetooth Low Energy traditionnelles ont une capacité limitée, tandis que les réseaux Mesh sont complexes et énergivores. Ces limitations constituent des freins au déploiement à grande échelle de l'Internet des objets.

S'appuyant sur la plateforme de puces Silicon Labs, leader du secteur, Technologie RF-star a lancé un module basse consommation doté de la fonctionnalité PAwR, permettant une communication bidirectionnelle à grande échelle. En théorie, un seul appareil central peut échanger simultanément des données bidirectionnelles avec jusqu'à 32 640 appareils, s'affranchissant ainsi des limitations des connexions Bluetooth traditionnelles et simplifiant et optimisant considérablement la gestion des appareils. Découvrez comment cette technologie peut créer de la valeur ajoutée pour votre entreprise !

• Différences entre la technologie PAwR et les autres technologies :

Relation traditionnelle un-à-plusieurs : Il s'agit généralement d'un hôte qui gère à tour de rôle les connexions avec quelques périphériques esclaves, voire plusieurs dizaines, via un multiplexage temporel. Le nombre de périphériques est limité et la complexité de la gestion augmente considérablement avec leur nombre.

Diffusion de type un-à-plusieurs : Utilise un modèle émetteur/récepteur. Un appareil diffuse et de nombreux appareils peuvent recevoir. Cependant, la communication est unidirectionnelle : les récepteurs ne peuvent pas répondre et tous les appareils reçoivent la diffusion, ce qui compromet la confidentialité et le ciblage.

Réseau maillé Bluetooth Un-à-Plusieurs : Ce système utilise une approche de gestion de réseau par « inondation ». Chaque nœud recevant un message le relaie à son tour, via d'autres nœuds, jusqu'à ce qu'il atteigne le nœud cible. Théoriquement, un tel réseau peut accueillir des dizaines de milliers de nœuds, permettant ainsi une communication de type « plusieurs à plusieurs ». Cependant, sa complexité rend le contrôle de la consommation d'énergie et de la latence difficile.

PAwR Un à plusieurs : PAwR signifie « Publicité périodique avec réponses », une fonctionnalité révolutionnaire introduite dans la version 5.4 de la spécification Bluetooth Core. Selon la spécification Bluetooth SIG, un diffuseur PAwR peut simultanément s'engager dans une communication bidirectionnelle avec jusqu'à des dizaines de milliers d'abonnés PAwR – une limite supérieure étonnante de 32 640.

• Qu’est-ce que le PAwR ? Comment le PAwR est-il appliqué ?

Dans un système PAwR, les rôles sont quelque peu inversés par rapport à ce à quoi nous sommes traditionnellement habitués. Diffuseur il fait office de dispositif central, appelé point d'accès (AP). Scanner/Répondeur Les dispositifs sont généralement des dispositifs nodaux.

On peut l'imaginer comme un professeur (le diffuseur) dans une salle de classe, posant des questions aux élèves selon un calendrier fixe et régulier. Ce calendrier est divisé en un grand nombre de plages horaires extrêmement courtes.

Le flux de travail détaillé est le suivant :
1. Établir la synchronisation : L'émetteur diffuse en continu un flux publicitaire périodique contenant des informations de synchronisation précises. Des milliers d'appareils abonnés écoutent ce flux et se synchronisent parfaitement avec celui de l'émetteur. Ils savent ainsi dans quelle(s) plage(s) horaire(s) ils doivent communiquer.
2. Envoyer des commandes : Dans ses propres plages horaires, le diffuseur peut envoyer des données publiques à tous les abonnés ou envoyer des données privées ciblées sur un « groupe » spécifique, voire sur un seul appareil.
3. Réception des réponses : À l'instant précis qui lui est alloué, l'abonné est « activé » pour recevoir les commandes qui lui sont adressées. S'il a des données à renvoyer (comme des relevés de capteurs ou des accusés de réception), il répond rapidement à l'émetteur dans cet intervalle.
4. Le cycle se répète : Ce processus s'exécute à une fréquence très élevée. Chaque intervalle de temps étant extrêmement court, le diffuseur peut mener à bien une « conversation » avec un très grand nombre d'appareils en un seul cycle, tandis que tous les appareils passent la majeure partie de leur temps en état de veille profonde.

• Avantages et limites de la PAwR :

Avantages :

✓ Consommation d'énergie ultra-faible
Les appareils sont en veille profonde la plupart du temps, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de la batterie et réduit les coûts de maintenance.

✓ Précision et fiabilité
Le mécanisme de communication par créneaux horaires élimine les collisions de données, évite la contention des canaux, assure des temps de réponse prévisibles et garantit la livraison des commandes et des réponses en temps opportun.

✓ Déploiement simplifié
La topologie en étoile ne nécessite aucun relais, sa complexité de gestion est bien moindre que celle du réseau maillé, ce qui raccourcit considérablement les cycles de déploiement.

✓ Évolutivité
Un seul réseau prend en charge des dizaines de milliers d'appareils, permettant une expansion flexible au fur et à mesure de la croissance de l'entreprise et protégeant ainsi la valeur de l'investissement.

✓ Intelligence bidirectionnelle
Des canaux de données montants et descendants complets permettent de créer un écosystème IoT véritablement intelligent.

✓ Confidentialité et sécurité
Il prend en charge la communication chiffrée avec des groupes spécifiques ou des appareils individuels, offrant une sécurité supérieure à la diffusion globale. Par exemple, lors de transferts de données volumineux (comme les mises à jour de micrologiciel), le point d'accès peut établir temporairement une connexion Bluetooth classique avec une étiquette spécifique, en parallèle avec la communication PAwR, optimisant ainsi le débit et la capacité.

Limites:

Nécessite un matériel Bluetooth 5.4
L'émetteur et les abonnés doivent tous deux prendre en charge le Bluetooth 5.4, ce qui entraîne des coûts de mise à niveau.

× Limitations de couverture
Tous les appareils doivent se trouver dans la zone de couverture radio directe du point d'accès ; celle-ci ne peut pas être étendue via des relais comme pour un système Mesh.

× Bande passante montante limitée
La fenêtre de retour de données pour chaque balise est très petite, ce qui la rend inadaptée à la transmission continue de flux de données importants.

× Dépendance du nœud central
Le point d'accès est un point de défaillance unique ; ses performances et sa stabilité sont cruciales.

• Comment la solution PAwR Smart Warehouse de RF-star permet une gestion intelligente des appareils :

Imaginez un système de gestion d'entrepôt intelligent déployé en quelques étapes simples :

Côté AP : Module Bluetooth RF-BM-BG22A3
Côté étiquette : Module Bluetooth RF-BM-BG22B1

Un seul BG22A3 (côté AP) peut théoriquement gérer jusqu'à 32 640 appareils BG22B1 (côté Tag) simultanément.

Déploiement simplifié : Chaque étiquette de capteur rejoint le réseau PAwR simplement en définissant un ID de groupe et un ID d'appareil uniques via une application ou une commande, ce qui augmente l'efficacité du déploiement du réseau de 80 %.

* Initialisation du système : le serveur envoie les informations d’identification de l’étiquette au point d’accès, qui ajoute l’étiquette à sa liste de gestion, achevant ainsi l’« enregistrement ».
* Surveillance de l'état : Le serveur peut interroger le point d'accès à tout moment pour obtenir la liste de tous les tags associés et leur état (comme la puissance du signal RSSI). Surveillez l'état de dizaines de milliers d'appareils en temps réel, tout en conservant une vue d'ensemble.

Contrôle précis : Le serveur envoie une commande au point d'accès (AP) pour une étiquette spécifique. L'AP transmet la commande via une diffusion PAwR, déclenchant une alerte sonore et/ou visuelle (par exemple, un buzzer ou une LED) sur l'étiquette correspondante. Après confirmation de l'étiquette, le serveur envoie une commande de « terminaison ». L'AP contrôle alors l'étiquette pour arrêter l'alerte et la retirer de la liste des étiquettes actives. La communication par créneaux horaires assure une transmission précise des commandes et un retour d'information en temps réel, garantissant ainsi la fiabilité de la communication.

Consommation d'énergie ultra-faible : Un mécanisme innovant de réveil par créneaux horaires maintient les appareils en veille profonde la plupart du temps, permettant une autonomie de la batterie de plusieurs années.

Évolutivité élastique : Un seul réseau prend en charge des dizaines de milliers d'appareils, permettant une extension de capacité flexible en fonction des besoins de l'entreprise et protégeant ainsi la valeur des investissements à long terme.

Personnalisation flexible : RF-star peut fournir des solutions de modules Bluetooth matériels et logiciels hautement personnalisées et adaptées à des scénarios d'application spécifiques.

• Développement des applications PAwR, au service de la transformation numérique de l'industrie :

Commerce de détail intelligent
Les systèmes d'étiquettes électroniques de rayon (ESL) permettent des mises à jour synchronisées pour des dizaines de milliers d'étiquettes en quelques secondes, tout en recevant des informations sur l'état, améliorant considérablement l'efficacité opérationnelle (mises à jour bidirectionnelles des prix, réception de l'état des étiquettes).

Internet industriel des objets (IIoT)

Surveillance de l'état des équipements d'usine, gestion des entrepôts et de la logistique, prise en charge du reporting simultané des données provenant de milliers de capteurs (par exemple, capteurs de température, de vibrations), construction d'un système numérique d'exploitation et de maintenance.
Bâtiment intelligent
Les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) gèrent facilement des dizaines de milliers de capteurs et d'actionneurs, créant ainsi un environnement de bureau véritablement intelligent. La mise en réseau de capteurs intelligents dans les logements, etc., permet à la passerelle intelligente (AP) de recevoir les données et d'envoyer des commandes (par exemple, le réglage d'un humidificateur).
Agriculture intelligente
Les réseaux de surveillance environnementale à grande échelle collectent des données sur les sols et les conditions météorologiques en temps réel, fournissant ainsi des données essentielles à l'agriculture de précision.
Soins de santé
Surveillance à distance des patients dans les hôpitaux (par exemple, capteurs de fréquence cardiaque et de pression artérielle), avec le point d'accès recevant les données de manière centralisée et envoyant les configurations ; la faible consommation d'énergie est adaptée aux dispositifs portables.

• Perspectives

La technologie PAwR accélère la transformation numérique dans de nombreux secteurs. Son apparition ne vise pas à remplacer Bluetooth Mesh, mais offre une solution complémentaire essentielle pour les applications IoT. fabricants de modules Bluetooth Alors que RF-star Technology continue de proposer des solutions d'application PAwR, les obstacles à l'adoption de cette technologie s'amenuisent constamment. Elle comble précisément le manque de solutions techniques pour les réseaux bidirectionnels à grande échelle, basse consommation et à topologie en étoile. Nous sommes convaincus que la technologie PAwR, grâce à ses avantages uniques, gagnera rapidement en popularité dans le commerce de détail, la logistique, l'Internet industriel et d'autres secteurs, devenant ainsi l'une des technologies clés à l'origine de l'innovation IoT basse consommation de nouvelle génération.

La technologie PAwR est mature et le marché est mûrement réfléchi. Que vous soyez développeur de solutions, intégrateur de systèmes ou utilisateur final, c'est le moment idéal pour adopter cette technologie révolutionnaire.

Travaillons ensemble pour ouvrir une nouvelle ère intelligente pour l'Internet de tout !