Im Zeitalter des intelligenten Internets der Dinge: Sind Sie immer noch damit beschäftigt, Hunderte oder Tausende von Smart-Geräten zu verwalten? Herkömmliche Bluetooth-Low-Energy-Verbindungen stoßen an ihre Grenzen, während Mesh-Netzwerke komplex und energieintensiv sind. Diese Faktoren stellen Engpässe dar, die den großflächigen Einsatz des Internets der Dinge behindern.

Unter Nutzung der branchenführenden Chip-Plattform von Silicon Labs, RF-Star-Technologie hat ein energiesparendes Modul mit PAwR-Funktionalität auf den Markt gebracht, das bidirektionale Kommunikation zwischen mehreren Geräten im großen Maßstab ermöglicht. Theoretisch kann ein einzelnes zentrales Gerät gleichzeitig bidirektionale Daten mit bis zu 32.640 Endgeräten austauschen. Damit werden die Beschränkungen der Geräteanzahl herkömmlicher Bluetooth-Verbindungen vollständig aufgehoben und die Geräteverwaltung so einfach und effizient wie nie zuvor gestaltet. Entdecken Sie jetzt, wie diese Technologie Ihrem Unternehmen neue Mehrwerte bieten kann!

• Unterschiede zwischen PAwR und anderen Technologien:

Traditionelle vernetzte Eins-zu-Viele-Verbindung: Typischerweise bezeichnet dies einen Host, der abwechselnd Verbindungen zu einigen bis mehreren Dutzend Slave-Geräten über Zeitmultiplexverfahren aufrechterhält. Die Anzahl ist begrenzt, und die Verwaltungskomplexität steigt mit der Anzahl der Geräte erheblich an.

Broadcast-basierte Eins-zu-Viele-Kommunikation: Es verwendet ein Sender/Beobachter-Modell. Ein Gerät sendet eine Nachricht, die von zahlreichen Geräten empfangen werden kann. Dies ist jedoch unidirektional; Beobachter können nicht antworten, und alle Geräte empfangen die Nachricht, wodurch Datenschutz und zielgerichtete Kommunikation eingeschränkt sind.

Bluetooth Mesh-Netzwerk Eins-zu-Viele: Es verwendet ein Netzwerkmanagementverfahren, das auf dem Prinzip des „Flooding“ basiert. Jeder Knoten, der eine Nachricht empfängt, leitet sie weiter, bis der Zielknoten sie empfängt. Theoretisch kann ein solches Netzwerk Zehntausende von Knoten umfassen und so die Kommunikation zwischen vielen Knoten ermöglichen. Allerdings ist das Netzwerk komplex, und Stromverbrauch sowie Latenz sind schwer zu kontrollieren.

PAwR Eins-zu-Viele: PAwR steht für Periodic Advertising with Responses, eine revolutionäre Funktion, die in der Bluetooth Core Specification Version 5.4 eingeführt wurde. Laut Bluetooth SIG-Spezifikation kann ein PAwR-Broadcaster gleichzeitig bidirektional mit bis zu zehntausenden PAwR-Abonnenten kommunizieren – eine erstaunliche Obergrenze von 32.640.

• Was ist PAwR? Wie wird PAwR angewendet?

In einem PAwR-System sind die Rollen im Vergleich zu dem, was wir traditionell gewohnt sind, etwas umgekehrt. Rundfunksprecher fungiert als zentrales Hub-Gerät, das als Zugangspunkt (AP) bezeichnet wird. Scanner/Responder Bei den Geräten handelt es sich typischerweise um Knotengeräte.

Man kann sich das wie einen Lehrer (den Moderator) vorstellen, der in einem Klassenzimmer den Schülern nach einem festen, wiederkehrenden Zeitplan Fragen stellt. Dieser Zeitplan ist in eine große Anzahl extrem kurzer Zeitfenster unterteilt.

Der detaillierte Arbeitsablauf ist wie folgt:
1. Synchronisierung herstellen: Der Sender sendet kontinuierlich einen periodischen Werbestrom mit spezifischen Zeitinformationen. Tausende von Endgeräten der Abonnenten empfangen diesen Werbestrom und synchronisieren sich präzise mit dem Sendeplan des Senders. Sie wissen, in welchem Zeitfenster sie zur Kommunikation vorgesehen sind.
2. Befehle senden: Innerhalb seiner eigenen Zeitfenster kann der Sender öffentliche Daten an alle Abonnenten senden oder private Daten an eine bestimmte "Gruppe" oder sogar an ein einzelnes Gerät richten.
3. Antworten erhalten: Innerhalb des ihm zugewiesenen Zeitfensters wird der Abonnent aktiviert und empfängt Befehle. Sobald Daten (z. B. Sensormesswerte oder Statusmeldungen) an den Sender zurückgesendet werden, antwortet er diesem innerhalb dieses Zeitfensters umgehend.
4. Zyklus wiederholt sich: Dieser Prozess läuft mit sehr hoher Frequenz ab. Da jedes Zeitfenster extrem kurz ist, kann der Sender innerhalb eines Zyklus eine „Konversation“ mit einer enormen Anzahl von Geräten abschließen, während sich alle Geräte die meiste Zeit im Tiefschlaf befinden.

• Vorteile und Grenzen von PAwR:

Vorteile:

✓ Extrem niedriger Stromverbrauch
Die Geräte befinden sich die meiste Zeit im Tiefschlafmodus, was die Akkulaufzeit deutlich verlängert und die Wartungskosten reduziert.

✓ Präzision und Zuverlässigkeit
Der zeitschlitzbasierte Kommunikationsmechanismus beseitigt Datenkollisionen, vermeidet Kanalkonflikte, gewährleistet vorhersehbare Antwortzeiten und garantiert die Befehlsübermittlung und zeitnahe Antworten.

✓ Vereinfachte Bereitstellung
Die Sternnetzwerktopologie benötigt keine Relais, die Verwaltungskomplexität ist viel geringer als bei Mesh-Netzwerken, wodurch sich die Bereitstellungszyklen erheblich verkürzen.

✓ Skalierbarkeit
Ein einziges Netzwerk unterstützt Zehntausende von Geräten und ermöglicht so eine flexible Erweiterung im Zuge des Unternehmenswachstums, wodurch der Investitionswert geschützt wird.

✓ Bidirektionale Intelligenz
Vollständige Uplink- und Downlink-Datenkanäle ermöglichen ein wirklich intelligentes IoT-Ökosystem.

✓ Datenschutz und Sicherheit
Unterstützt verschlüsselte Kommunikation mit bestimmten Gruppen oder einzelnen Geräten und bietet damit mehr Sicherheit als globale Übertragungen. Beispielsweise kann der Access Point bei großen Datenübertragungen (wie Firmware-Updates) vorübergehend eine herkömmliche Bluetooth-Verbindung mit einem bestimmten Tag herstellen, parallel zur PAwR-Kommunikation, um Durchsatz und Skalierbarkeit optimal auszubalancieren.

Einschränkungen:

× Erfordert Bluetooth 5.4-Hardware
Sowohl der Sender als auch die Abonnenten müssen Bluetooth 5.4 unterstützen, was mit Upgrade-Kosten verbunden ist.

× Deckungsbeschränkungen
Alle Geräte müssen sich innerhalb der direkten Funkreichweite des Access Points befinden; eine Erweiterung über Relais wie bei Mesh ist nicht möglich.

× Begrenzte Uplink-Bandbreite
Das Datenrückgabefenster für jedes Tag ist sehr klein und daher für die kontinuierliche Übertragung großer Datenströme ungeeignet.

× Abhängigkeit vom zentralen Knoten
Der AP stellt eine zentrale Fehlerquelle dar; seine Leistungsfähigkeit und Stabilität sind von entscheidender Bedeutung.

• Wie die PAwR Smart Warehouse-Lösung von RF-star intelligentes Gerätemanagement ermöglicht:

Stellen Sie sich ein intelligentes Lagerverwaltungssystem vor, das in nur wenigen einfachen Schritten implementiert werden kann:

AP-Seite: RF-BM-BG22A3 Bluetooth-Modul
Etikettenseite: RF-BM-BG22B1 Bluetooth-Modul

Ein einzelner BG22A3 (AP-Seite) kann theoretisch bis zu 32.640 BG22B1 (Tag-Seite) Geräte gleichzeitig verwalten.

Vereinfachte Bereitstellung: Jeder Sensor-Tag wird dem PAwR-Netzwerk beigetreten, indem einfach über eine App oder einen Befehl eine eindeutige Gruppen-ID und Geräte-ID festgelegt werden. Dadurch wird die Effizienz der Netzwerkbereitstellung um 80 % gesteigert.

* Systeminitialisierung: Der Server sendet die ID-Informationen des Tags an den Access Point (AP), der den Tag seiner Verwaltungsliste hinzufügt und damit die "Registrierung" abschließt.
* Statusüberwachung: Der Server kann jederzeit die Liste aller verbundenen Tags und deren Status (z. B. RSSI-Signalstärke) vom Access Point abfragen. Überwachen Sie den Status von Zehntausenden von Geräten in Echtzeit und behalten Sie stets den Gesamtüberblick.

Präzise Steuerung: Der Server sendet einen Befehl für ein bestimmtes Tag an den Access Point (AP). Der AP übermittelt den Befehl per PAwR-Broadcast und löst damit einen akustischen/visuellen Alarm (z. B. Summer oder LED) am entsprechenden Tag aus. Nach Bestätigung des Tags sendet der Server einen „Fertig“-Befehl. Der AP steuert den Tag, beendet den Alarm und entfernt ihn aus der Liste der aktiven Tags. Die zeitschlitzbasierte Kommunikation gewährleistet die präzise Befehlsübermittlung und Statusrückmeldung in Echtzeit und garantiert somit die Kommunikationssicherheit.

Extrem niedriger Stromverbrauch: Ein innovativer Weckmechanismus mit Zeitschlitzen hält die Geräte die meiste Zeit im Tiefschlaf und ermöglicht so eine Batterielebensdauer von mehreren Jahren.

Elastische Skalierbarkeit: Ein einziges Netzwerk unterstützt Zehntausende von Geräten und ermöglicht so eine flexible Kapazitätserweiterung entsprechend den Geschäftsanforderungen, wodurch der langfristige Investitionswert geschützt wird.

Flexible Anpassungsmöglichkeiten: RF-star bietet hochgradig individualisierte Hardware- und Software-Bluetooth-Modullösungen, die auf spezifische Anwendungsszenarien zugeschnitten sind.

• Erweiterung der PAwR-Anwendungen, Förderung der digitalen Transformation der Industrie:

Intelligenter Einzelhandel
Elektronische Regaletikettensysteme (ESL) ermöglichen die synchrone Aktualisierung von Zehntausenden von Etiketten in Sekundenschnelle und empfangen gleichzeitig Statusrückmeldungen, wodurch die betriebliche Effizienz erheblich gesteigert wird (bidirektionale Preisaktualisierungen, Empfang des Etikettenstatus).

Industrielles IoT (IIoT)

Überwachung des Anlagenzustands, Lager- und Logistikmanagement, Unterstützung der gleichzeitigen Datenmeldung von Tausenden von Sensoren (z. B. Temperatur-, Vibrationssensoren), Aufbau eines digitalen Betriebs- und Wartungssystems.
Intelligentes Gebäude
Gebäudeautomationssysteme (BACS) verwalten problemlos Zehntausende von Sensoren und Aktoren und schaffen so eine intelligente Büroumgebung. Intelligente Sensoren werden beispielsweise in Wohneinheiten vernetzt, wobei der Access Point (Smart Gateway) Daten empfängt und Steuerbefehle sendet (z. B. zur Anpassung eines Luftbefeuchters).
Intelligente Landwirtschaft
Großflächige Umweltüberwachungsnetzwerke erfassen Boden- und Wetterdaten in Echtzeit und liefern so Datengrundlagen für die Präzisionslandwirtschaft.
Gesundheitspflege
Fernüberwachung von Patienten in Krankenhäusern (z. B. Herzfrequenz-, Blutdrucksensoren), wobei der Access Point die Daten zentral empfängt und Konfigurationen sendet; die geringe Leistungsaufnahme eignet sich für tragbare Geräte.

• Ausblick

Die PAwR-Technologie beschleunigt die digitale Transformation in verschiedenen Branchen. Sie soll Bluetooth Mesh nicht ersetzen, sondern bietet eine wichtige, ergänzende Lösung für IoT-Anwendungen. Als führende Technologie… Hersteller von Bluetooth-Modulen Da RF-Star Technology kontinuierlich PAwR-Anwendungslösungen vorstellt, sinkt die Einstiegshürde für diese Technologie stetig. Sie schließt präzise die technische Lücke für „großflächige, energieeffiziente, bidirektionale Sternnetzwerke“. Wir sind überzeugt, dass PAwR mit seinen einzigartigen Vorteilen in Einzelhandel, Logistik, Industrie 2000 und anderen Bereichen schnell an Bedeutung gewinnen und zu einer der Kerntechnologien für die nächste Generation energieeffizienter IoT-Innovationen werden wird.

Die PAwR-Technologie ist ausgereift, und die Marktchancen sind da. Ob Lösungsentwickler, Systemintegrator oder Endanwender – jetzt ist der perfekte Zeitpunkt, diese revolutionäre Technologie zu nutzen.

Lasst uns gemeinsam eine neue intelligente Ära für das Internet der Dinge einläuten!