Trong kỷ nguyên thông minh của Internet vạn vật (IoT), bạn có còn băn khoăn về cách quản lý hàng trăm, hàng nghìn thiết bị thông minh không? Kết nối Bluetooth năng lượng thấp truyền thống có dung lượng hạn chế, trong khi mạng lưới Mesh lại phức tạp và ngốn nhiều năng lượng. Những yếu tố này đã trở thành điểm nghẽn, cản trở việc triển khai IoT quy mô lớn.

Tận dụng nền tảng chip Silicon Labs hàng đầu trong ngành, Công nghệ RF-star đã ra mắt một mô-đun công suất thấp với chức năng PAwR, thực sự đạt được giao tiếp một-nhiều hai chiều quy mô lớn. Về mặt lý thuyết, một thiết bị trung tâm duy nhất có thể đồng thời thực hiện trao đổi dữ liệu hai chiều với tối đa 32.640 thiết bị đầu cuối, phá vỡ hoàn toàn giới hạn số lượng thiết bị của kết nối Bluetooth truyền thống và giúp việc quản lý thiết bị trở nên đơn giản và hiệu quả chưa từng có. Giờ đây, hãy cùng chứng kiến công nghệ này có thể tạo ra giá trị mới cho doanh nghiệp của bạn như thế nào!

• Sự khác biệt giữa PAwR và các công nghệ khác:

Kết nối truyền thống Một-nhiều: Thông thường, máy chủ sẽ lần lượt duy trì kết nối với một vài đến vài chục thiết bị phụ thuộc thông qua ghép kênh phân chia theo thời gian. Số lượng thiết bị có hạn và độ phức tạp của việc quản lý tăng lên đáng kể theo số lượng thiết bị.

Một-đến-nhiều dựa trên phát sóng: Sử dụng mô hình Broadcaster/Observer. Một thiết bị phát sóng và nhiều thiết bị khác có thể nhận. Tuy nhiên, đây là mô hình một chiều; người quan sát không thể trả lời và tất cả các thiết bị đều nhận được thông tin phát sóng, thiếu tính riêng tư và khả năng nhắm mục tiêu.

Mạng lưới Bluetooth dạng lưới một-nhiều: Sử dụng phương pháp quản lý mạng "lũ lụt". Mỗi nút nhận được tin nhắn sẽ chuyển tiếp tin nhắn đó, chuyển tiếp qua các nút khác cho đến khi nút đích nhận được. Về mặt lý thuyết, một mạng có thể chứa hàng chục nghìn nút, cho phép giao tiếp nhiều-nhiều. Tuy nhiên, mạng rất phức tạp, và mức tiêu thụ điện năng cũng như độ trễ rất khó kiểm soát.

PAwR Một-nhiều: Viết tắt của Periodic Advertising with Responses (Quảng cáo định kỳ kèm Phản hồi), một tính năng mang tính đột phá được giới thiệu trong Thông số kỹ thuật Bluetooth Core phiên bản 5.4. Theo thông số kỹ thuật Bluetooth SIG, một PAwR Broadcaster có thể đồng thời giao tiếp hai chiều với tối đa hàng chục nghìn Người đăng ký PAwR – một giới hạn tối đa đáng kinh ngạc là 32.640.

• PAwR là gì? PAwR được ứng dụng như thế nào?

Trong hệ thống PAwR, các vai trò có phần đảo ngược so với những gì chúng ta thường quen thuộc. Người phát thanh hoạt động như thiết bị trung tâm, được gọi là Điểm truy cập (AP). Máy quét/Máy trả lời các thiết bị thường là các thiết bị nút.

Chúng ta có thể hình dung nó như một giáo viên (Người phát thanh) trong lớp học đặt câu hỏi cho học sinh theo một lịch trình cố định, lặp lại. Lịch trình này được chia thành nhiều khoảng thời gian cực kỳ ngắn.

Quy trình làm việc chi tiết như sau:
1. Thiết lập đồng bộ hóa: Đài phát sóng liên tục gửi một luồng quảng cáo định kỳ chứa thông tin thời gian cụ thể. Hàng ngàn thiết bị của Người đăng ký lắng nghe luồng quảng cáo này và duy trì đồng bộ chính xác với thời gian của Đài phát sóng. Họ biết mình được chỉ định giao tiếp trong khung thời gian cụ thể nào.
2. Gửi lệnh: Trong khung thời gian riêng của mình, Đài phát sóng có thể gửi dữ liệu công khai tới tất cả Người đăng ký hoặc gửi dữ liệu riêng tư nhắm tới một "nhóm" cụ thể hoặc thậm chí một thiết bị duy nhất.
3. Nhận phản hồi: Vào đúng khung thời gian được phân bổ cho một Subscriber, Subscriber sẽ được "đánh thức" để lắng nghe bất kỳ lệnh nào được gửi đến. Nếu có dữ liệu cần gửi lại (như dữ liệu cảm biến, xác nhận trạng thái), Subscriber sẽ nhanh chóng phản hồi cho Broadcaster trong khung thời gian được chỉ định này.
4. Chu kỳ lặp lại: Quá trình này diễn ra tuần hoàn với tần suất rất cao. Vì mỗi khung thời gian cực kỳ ngắn, Broadcaster có thể hoàn thành một "cuộc trò chuyện" với số lượng lớn thiết bị trong một chu kỳ, trong khi tất cả các thiết bị đều dành phần lớn thời gian ở trạng thái ngủ sâu.

• Ưu điểm và hạn chế của PAwR:

Thuận lợi:

✓ Tiêu thụ điện năng cực thấp
Thiết bị thường ở chế độ ngủ sâu trong hầu hết thời gian, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ pin và giảm chi phí bảo trì.

✓ Độ chính xác và độ tin cậy
Cơ chế truyền thông dựa trên khe thời gian loại bỏ xung đột dữ liệu, tránh tranh chấp kênh, đảm bảo thời gian phản hồi có thể dự đoán được và đảm bảo truyền lệnh và phản hồi kịp thời.

✓ Triển khai đơn giản
Cấu trúc mạng hình sao không cần rơle, độ phức tạp trong quản lý thấp hơn nhiều so với mạng lưới, giúp rút ngắn đáng kể chu kỳ triển khai.

✓ Khả năng mở rộng
Một mạng duy nhất hỗ trợ hàng chục nghìn thiết bị, cho phép mở rộng linh hoạt khi doanh nghiệp phát triển, bảo vệ giá trị đầu tư.

✓ Trí thông minh hai chiều
Các kênh dữ liệu liên kết lên và liên kết xuống hoàn chỉnh cho phép tạo ra một hệ sinh thái IoT thực sự thông minh.

✓ Quyền riêng tư và Bảo mật
Hỗ trợ giao tiếp được mã hóa với các nhóm hoặc thiết bị cụ thể, an toàn hơn so với phát sóng toàn cầu. Ví dụ: khi cần truyền dữ liệu lớn (như cập nhật chương trình cơ sở), AP có thể tạm thời thiết lập kết nối Bluetooth truyền thống với một Thẻ cụ thể, đồng thời kết hợp với giao tiếp PAwR, cân bằng thông lượng và quy mô.

Hạn chế:

× Yêu cầu phần cứng Bluetooth 5.4
Cả Đài phát sóng và Người đăng ký đều phải hỗ trợ Bluetooth 5.4, phát sinh chi phí nâng cấp.

× Giới hạn phạm vi bảo hiểm
Tất cả các thiết bị phải nằm trong phạm vi phủ sóng vô tuyến trực tiếp của AP; không thể mở rộng phạm vi này thông qua các rơ le như Mesh.

× Băng thông đường lên hạn chế
Cửa sổ trả về dữ liệu cho mỗi Thẻ rất nhỏ, không phù hợp để truyền liên tục các luồng dữ liệu lớn.

× Phụ thuộc nút trung tâm
AP là điểm lỗi duy nhất; hiệu suất và độ ổn định của nó rất quan trọng.

• Giải pháp kho thông minh PAwR của RF-star cho phép quản lý thiết bị thông minh như thế nào:

Hãy tưởng tượng một hệ thống quản lý kho thông minh được triển khai chỉ trong vài bước đơn giản:

Phía AP: Mô-đun Bluetooth RF-BM-BG22A3
Mặt thẻ: Mô-đun Bluetooth RF-BM-BG22B1

Về mặt lý thuyết, một BG22A3 (phía AP) có thể quản lý đồng thời tới 32.640 thiết bị BG22B1 (phía Thẻ).

Triển khai đơn giản: Mỗi thẻ cảm biến sẽ tham gia vào mạng PAwR chỉ bằng cách thiết lập ID nhóm và ID thiết bị duy nhất thông qua APP hoặc lệnh, giúp tăng hiệu quả triển khai mạng lên 80%.

* Khởi tạo hệ thống: Máy chủ gửi thông tin ID của Thẻ đến AP, AP sẽ thêm Thẻ vào danh sách quản lý của mình, hoàn tất quá trình "đăng ký".
* Giám sát Trạng thái: Máy chủ có thể truy vấn AP bất cứ lúc nào để biết danh sách tất cả các Thẻ được liên kết và trạng thái của chúng (như cường độ tín hiệu RSSI). Giám sát trạng thái của hàng chục nghìn thiết bị theo thời gian thực, luôn duy trì tổng quan toàn cầu.

Kiểm soát chính xác: Máy chủ gửi lệnh cho một Thẻ cụ thể đến AP. AP truyền lệnh qua phát sóng PAwR, kích hoạt cảnh báo bằng âm thanh/hình ảnh (như còi báo động hoặc đèn LED) trên Thẻ tương ứng. Sau khi xác nhận Thẻ, máy chủ gửi lệnh "hoàn tất", AP điều khiển Thẻ dừng cảnh báo và xóa khỏi danh sách hoạt động. Giao tiếp dựa trên khe thời gian đảm bảo truyền lệnh chính xác và phản hồi trạng thái theo thời gian thực, đảm bảo độ tin cậy của giao tiếp.

Tiêu thụ điện năng cực thấp: Cơ chế đánh thức theo khe thời gian sáng tạo giúp thiết bị luôn ở chế độ ngủ sâu, cho phép pin có tuổi thọ lên đến vài năm.

Khả năng mở rộng linh hoạt: Một mạng duy nhất hỗ trợ hàng chục nghìn thiết bị, cho phép mở rộng dung lượng linh hoạt theo nhu cầu kinh doanh, bảo vệ giá trị đầu tư dài hạn.

Tùy chỉnh linh hoạt: RF-star có thể cung cấp các giải pháp mô-đun Bluetooth phần cứng và phần mềm được tùy chỉnh chuyên sâu phù hợp với các tình huống ứng dụng cụ thể.

• Mở rộng ứng dụng PAwR, thúc đẩy chuyển đổi số trong ngành:

Bán lẻ thông minh
Hệ thống Nhãn kệ điện tử (ESL) cho phép cập nhật đồng bộ hàng chục nghìn nhãn trong vài giây, đồng thời nhận phản hồi về trạng thái, giúp tăng cường đáng kể hiệu quả hoạt động (cập nhật giá cả hai chiều, nhận trạng thái nhãn).

IoT công nghiệp (IIoT)

Giám sát trạng thái thiết bị nhà máy, quản lý kho và hậu cần, hỗ trợ báo cáo dữ liệu đồng thời từ hàng nghìn cảm biến (ví dụ: cảm biến nhiệt độ, cảm biến rung), xây dựng hệ thống vận hành và bảo trì kỹ thuật số.
Tòa nhà thông minh
Hệ thống Điều khiển Tự động hóa Tòa nhà (BACS) dễ dàng quản lý hàng chục ngàn cảm biến và bộ truyền động, tạo ra một môi trường văn phòng thực sự thông minh. Kết nối mạng các cảm biến thông minh trong các thiết bị gia dụng, v.v., nơi AP (cổng thông minh) nhận dữ liệu và gửi lệnh điều khiển (ví dụ: điều chỉnh máy tạo độ ẩm).
Nông nghiệp thông minh
Mạng lưới giám sát môi trường quy mô lớn thu thập dữ liệu đất và khí tượng theo thời gian thực, cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho nông nghiệp chính xác.
Chăm sóc sức khỏe
Theo dõi bệnh nhân từ xa trong bệnh viện (ví dụ: cảm biến nhịp tim, huyết áp), với AP nhận dữ liệu tập trung và gửi cấu hình; đặc tính tiêu thụ điện năng thấp phù hợp với các thiết bị đeo được.

• Triển vọng

Công nghệ PAwR đang đẩy nhanh quá trình chuyển đổi số trong nhiều ngành công nghiệp. Sự ra đời của nó không nhằm mục đích thay thế Bluetooth Mesh mà cung cấp một giải pháp bổ sung quan trọng cho các ứng dụng IoT. Là công nghệ hàng đầu Nhà sản xuất mô-đun Bluetooth Giống như RF-star Technology, việc tiếp tục giới thiệu các giải pháp ứng dụng PAwR đang ngày càng được cải thiện, rào cản áp dụng công nghệ này đang ngày càng được thu hẹp. Nó lấp đầy chính xác khoảng trống kỹ thuật cho "mạng lưới sao hai chiều, công suất thấp, quy mô lớn". Chúng tôi tin rằng PAwR, với những ưu điểm độc đáo, sẽ nhanh chóng trở nên phổ biến trong bán lẻ, logistics, internet công nghiệp và các lĩnh vực khác, trở thành một trong những công nghệ cốt lõi thúc đẩy đổi mới IoT công suất thấp thế hệ tiếp theo.

Công nghệ PAwR đã hoàn thiện và cơ hội thị trường đang ở ngay trước mắt. Dù bạn là nhà phát triển giải pháp, nhà tích hợp hệ thống hay người dùng cuối, đây chính là thời điểm hoàn hảo để nắm bắt công nghệ mang tính cách mạng này.

Hãy cùng nhau hợp tác để cùng nhau mở ra một kỷ nguyên thông minh mới cho Internet vạn vật!