引言

在萬物互聯(lián)的智能時代，您是否還在為如何管理成百上千個智能設(shè)備而煩惱？傳統(tǒng)低功耗藍牙連接數(shù)量有限，Mesh組網(wǎng)復(fù)雜且功耗高，這些都已成為制約物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模部署的瓶頸。

信馳達科技基于行業(yè)領(lǐng)先芯片平臺SiliconLabs，推出了帶有PAwR功能的低功耗模塊，真正意義上實現(xiàn)了大規(guī)模雙向一對多通信，理論上一個中心設(shè)備可同時與高達32640個終端設(shè)備進行雙向數(shù)據(jù)交互，徹底突破了傳統(tǒng)藍牙連接的設(shè)備數(shù)量限制，讓設(shè)備管理變得前所未有的簡單高效?，F(xiàn)在，讓我們見證這項技術(shù)如何為您的業(yè)務(wù)創(chuàng)造全新價值！

圖1 PAwR釋義

PAwR與其他技術(shù)的區(qū)別

?傳統(tǒng)連接型一對多：通常指一個主機通過時分復(fù)用的方式，輪流與幾個到幾十個從設(shè)備保持連接，數(shù)量有限，且管理復(fù)雜度隨設(shè)備數(shù)增加而顯著提升。

圖2 傳統(tǒng)連接型一對多

?廣播型一對多：采用廣播者/觀察者模式，一個設(shè)備發(fā)廣播，無數(shù)個設(shè)備可以接收。但這是單向的，觀察者無法回復(fù)，且所有設(shè)備都會收到廣播，缺乏私密性和針對性。

圖3 廣播型一對多

?藍牙Mesh組網(wǎng)一對多：采用“洪泛”式網(wǎng)絡(luò)管理。每個節(jié)點在收到消息后，都會將其轉(zhuǎn)發(fā)出去，由其他節(jié)點中繼，直到目標節(jié)點收到為止。理論上一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以容納數(shù)萬個節(jié)點，實現(xiàn)多對多的通信。但網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，功耗和延遲不易控制。

圖4 藍牙Mesh組網(wǎng)一對多

?PAwR一對多：全稱為周期性廣播同步回應(yīng)，是藍牙5.4核心規(guī)范中引入的一項革命性功能。根據(jù)藍牙技術(shù)聯(lián)盟的規(guī)范，一個PAwR廣播器最多可以同時與數(shù)萬個PAwR訂閱者進行雙向通信，這個“多”的上限是驚人的32640個。

圖5 PAwR一對多

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什么是PAwR？PAwR怎么應(yīng)用？

在PAwR系統(tǒng)中，角色與我們傳統(tǒng)上所習(xí)慣的有所顛倒。廣播者將作為“中心樞紐”設(shè)備，稱為接入點——AP。掃描器/響應(yīng)器設(shè)備通常為節(jié)點設(shè)備。

我們可以將其想象成一個老師（廣播者）在課堂上按照一個固定的、循環(huán)的時間表點名提問課堂中的學(xué)生。這個時間表被分成了大量極短的時間窗口。

詳細的工作步驟如下：

建立同步：廣播器會持續(xù)發(fā)送包含特定時間信息的周期性廣播流。成千上萬的訂閱者設(shè)備監(jiān)聽這個廣播流，并與廣播器的時序保持精確同步。它們知道自己被分配在哪一個或哪幾個特定的時間窗口進行通信。

發(fā)送指令：廣播器在屬于自己的時間窗口內(nèi)，可以向所有訂閱者發(fā)送公共數(shù)據(jù)，也可以針對某個特定的“組”甚至單個設(shè)備發(fā)送私有數(shù)據(jù)。

接收回應(yīng)：在分配給訂閱者的那個精確的時間窗口，訂閱者被“喚醒”，監(jiān)聽是否有發(fā)給自己的指令。如果有需要回傳的數(shù)據(jù)（如傳感器讀數(shù)、狀態(tài)確認），它就在這個指定的窗口內(nèi)迅速回復(fù)給廣播器。

循環(huán)往復(fù)：這個過程以極高的頻率循環(huán)進行，由于每個時間窗口都極短，廣播器可以在一個周期內(nèi)與海量設(shè)備完成一次“對話”，而所有設(shè)備絕大部分時間都處于深度睡眠狀態(tài)。

圖6 PAwR 系統(tǒng)時序圖

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PAwR的優(yōu)勢與局限

優(yōu)勢

? 超低功耗

設(shè)備絕大部分時間深度休眠，電池壽命大幅延長，顯著降低維護成本。

? 精準可靠

基于時隙的通信機制，無數(shù)據(jù)沖突，避免了信道競爭，響應(yīng)時間可預(yù)測，同時確保指令必達，響應(yīng)及時。

? 極簡部署

星形網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，無需中繼，管理復(fù)雜度遠低于Mesh，極大縮短部署周期。

? 彈性擴展

單網(wǎng)絡(luò)支持數(shù)萬設(shè)備，隨業(yè)務(wù)增長靈活擴展，保護投資價值。

? 雙向智能

完整的數(shù)據(jù)上行下行通道，構(gòu)建真正的智能物聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)。

? 私密性與安全性

支持對特定組或單個設(shè)備進行加密通信，比全局廣播更安全。如當(dāng)需要傳輸大量數(shù)據(jù)（如固件升級）時，AP可以臨時與特定Tag建立傳統(tǒng)藍牙連接，與PAwR通信共存，兼顧了吞吐量與規(guī)模。

局限

×依賴藍牙5.4硬件

廣播器與訂閱者都必須支持藍牙5.4，存在升級成本。

×覆蓋范圍限制

所有設(shè)備必須在AP的直接射頻覆蓋范圍內(nèi)，無法像Mesh那樣通過中繼擴展。

×上行帶寬有限

每個Tag的回傳數(shù)據(jù)窗口非常小，不適合持續(xù)傳輸大數(shù)據(jù)流。

×中心節(jié)點依賴

AP是單一故障點，其性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

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信馳達PAwR智慧倉儲方案

如何實現(xiàn)智能設(shè)備管理？

這里我們可以想象一個智能倉儲管理系統(tǒng)，只需簡單幾步即可完成應(yīng)用部署：

AP端：RF-BM-BG22A3藍牙模塊

Tag端：RF-BM-BG22B1藍牙模塊

單個BG22A3（AP端）理論上可以同時管理高達32640個BG22B1（Tag端）設(shè)備。

圖7 信馳達PAwR智慧倉儲方案

極簡部署：每個傳感器標簽通過APP或指令設(shè)置唯一的組ID和設(shè)備ID即可入PAwR網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)部署效率提升80%。

系統(tǒng)初始化：服務(wù)器將Tag的ID信息下發(fā)至AP，AP將該Tag納入管理列表，完成“錄入”。

狀態(tài)監(jiān)控：服務(wù)器可隨時查詢AP下所有已綁定的Tag列表及其狀態(tài)（如RSSI信號強度）。實時監(jiān)測數(shù)萬設(shè)備狀態(tài)，隨時掌握全局。

精準管控：服務(wù)器向AP發(fā)送針對某個Tag的指令，AP通過PAwR廣播下發(fā)命令，觸發(fā)對應(yīng)Tag的聲光提示（如蜂鳴器或LED）；確認Tag后，服務(wù)器發(fā)送“完成”指令，AP控制Tag停止提示，并將其從活動列表中移除?；跁r隙的通信機制，指令精準送達，狀態(tài)實時反饋，確保通信可靠性。

超低功耗：創(chuàng)新的時隙喚醒機制，設(shè)備絕大部分時間處于深度休眠，續(xù)航可達數(shù)年。

彈性擴展：單網(wǎng)絡(luò)支持數(shù)萬設(shè)備，隨業(yè)務(wù)需求靈活擴容，保護長期投資價值。

靈活定制：信馳達可根據(jù)具體應(yīng)用場景提供深度軟硬件藍牙模塊定制化解決方案。

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PAwR的應(yīng)用擴展，賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

01

智慧零售

電子價簽系統(tǒng)（ESL）可實現(xiàn)數(shù)萬個標簽的秒級同步更新，同時接收狀態(tài)反饋，極大提升運營效率（雙向更新價格、接收價簽狀態(tài)）。

02

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

工廠設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、倉儲物流管理，支持數(shù)千傳感器（如溫度、振動傳感器）同時上報數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)字化運維體系。

03

智能樓宇

樓宇自動化控制系統(tǒng)，輕松管理數(shù)以萬計的傳感器和執(zhí)行器，打造真正智能的辦公環(huán)境。家庭單元內(nèi)等智能傳感器組網(wǎng)，AP（智能網(wǎng)關(guān)）接收數(shù)據(jù)并下發(fā)控制指令（如調(diào)節(jié)加濕器）。

04

智慧農(nóng)業(yè)

大范圍環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實時收集土壤、氣象數(shù)據(jù)，為精準農(nóng)業(yè)提供數(shù)據(jù)支持。

05

醫(yī)療健康

醫(yī)院內(nèi)遠程患者監(jiān)測（如心率、血壓傳感器），AP集中接收數(shù)據(jù)并下發(fā)配置，低功耗特性適配可穿戴設(shè)備。

展望

PAwR技術(shù)正在加速各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程。它的出現(xiàn)，并非要取代藍牙Mesh，而是為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了一個關(guān)鍵的、互補的解決方案。隨著像信馳達科技這樣的領(lǐng)先藍牙模塊廠商不斷推出PAwR應(yīng)用解決方案，這項技術(shù)的應(yīng)用門檻正在持續(xù)降低。它精準地填補了“大規(guī)模、低功耗、雙向、星形網(wǎng)絡(luò)”的技術(shù)空白。我們相信，PAwR將以其獨特的優(yōu)勢，在零售、物流、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域快速普及，成為推動下一代低功耗物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的核心技術(shù)之一。

PAwR技術(shù)已經(jīng)成熟，市場機遇就在眼前。無論您是方案開發(fā)商、系統(tǒng)集成商還是終端用戶，現(xiàn)在正是擁抱這項革命性技術(shù)的最佳時機。

讓我們攜手合作，共同開啟萬物互聯(lián)的智能新紀元！