它解決了之前藍牙版本無法解決的一對多的場景。新應(yīng)用: ESL – 電子貨架標簽 (service+profile)。不僅限于ESL: 它也是工業(yè)應(yīng)用的理想選擇 (比如：傳感器讀取網(wǎng)絡(luò))，其他廣泛的應(yīng)用， 適用于AP網(wǎng)關(guān) + 低功耗標簽系統(tǒng)

它是靈活， 可擴展， 低功耗， 優(yōu)雅， 相對簡單

它適用于超低功耗應(yīng)用場景

它能夠運行在量產(chǎn)的nRF52 & nRF53 SoC

它僅僅支持nRF Connect SDK開發(fā), 僅支持Nordic SoftDevice Controller

一對多使用案例

如何使用同一個API處理100/1000/10000個 設(shè)備?

目標:

星型網(wǎng)絡(luò) (假設(shè)設(shè)備都是可達的)

超低功耗設(shè)備

低接口 (先聽再說 - 輪詢機制)

所有節(jié)點以某種方式同步 (避免混亂)

雙向通信 & 相對低延遲

可能方案一：

可能方案 (BT 5.0)

所有的tag都掃描(low noise),

AP正在廣播: AP攜帶它想要鏈接的掃描者的MAC地址，僅僅指定的tag能夠跟AP創(chuàng)建鏈接

問題：

掃描標簽不是低功耗. 標簽不知道，下一條期待的信息什么時候發(fā)送 (無法同步)

網(wǎng)關(guān)不知道tag的狀態(tài) (tag無應(yīng)答)

可能方案二：

可能方案 (BT 5.0)

周期性廣播 (數(shù)據(jù)信道)

網(wǎng)關(guān)是周期性廣播者; Tags是掃描者

網(wǎng)關(guān)在ble數(shù)據(jù)信道發(fā)送同步廣播包序列

所有的tags被同步到周期性廣播 ，同時監(jiān)聽非常短的時間 - 低功耗

問題：

Tags無法應(yīng)答給網(wǎng)關(guān)

它們都屬于同一個“組”，因為它們監(jiān)聽同一個同步數(shù)據(jù)包：這限制了您可以尋址的標簽 數(shù)量

未優(yōu)化：例如，采用 2 秒 PA 間隔，接入點只能每 2 秒與標簽進行通信！ 大多數(shù)時候它什么也不做！

Bluetooth 5.4 - PAwR

PAwR 概念：

廣播者在數(shù)據(jù)通道中發(fā)送一串同步數(shù)據(jù)包(與PA相同)

新功能: 它引入了子事件: 更多同步數(shù)據(jù)包，更高效，它能處理分為不同組的更多標簽

數(shù)據(jù)包： 能是任意的同步包或者鏈接請求包 v2版本

Scanner (Tag) 能決定至少同步一個子事件

新功能：掃描者能發(fā)送應(yīng)答包給廣播者

讓我們放大看：

PAwR-Response Slot：

一對多使用案例：

一對多用例的 PAwR

網(wǎng)關(guān)是一個周期性廣播者; Tags是周期性掃描者

標簽被分成多個組，每個組被同步到特定的子事件

Tags能在應(yīng)答時隙里面發(fā)送應(yīng)答包 (應(yīng)用程序邏輯確保它們不會重疊)

專業(yè)性:

輪詢機制 ，低噪聲&雙向通信

可以尋址數(shù)千個標簽（在 ESL 中：最大為 255x128）

所有標簽都同步到AP——“彼此了解”

低功耗（標簽監(jiān)聽時間較短；如果不需要發(fā)送響應(yīng)，可以立即進入睡眠狀態(tài)）

任何時候，AP都可以與任意標簽建立GATT連接

快速、靈活、可擴展：2Mbps，響應(yīng)時隙為0.625ms； （最多 255 個響應(yīng)槽；通常 對于 ESL：3-10）； 還提供 1Mbps 和編碼 PHY

缺點:

與專有技術(shù)相比，用于標簽/網(wǎng)關(guān)的 BLE 協(xié)議棧更大

選擇時序時，需要考慮的許多權(quán)衡（設(shè)備數(shù)量、延遲、功耗等）

復(fù)雜的接入點,且未由 BT Sig 完全定義

電池壽命計算

需要電池壽命為五年的設(shè)備的能耗計算示例：

使用帶有 PAwR 的 LE 1M PHY，傳輸速率為每秒 1,000,000 比特。假設(shè)廣播間隔為 1.6 秒。假設(shè)觀察者設(shè)備在該間隔內(nèi)同步到一個子事件。典型的數(shù)據(jù)包大小約為 300 比特，這就要求接收器每 1600000 微秒活動 300 微秒。

157,680,000（五年內(nèi)的秒數(shù)）/ 1.6 秒 * 0.000300 秒 = 五年內(nèi)接收器活動 29,565 秒。這相當于接收器活動在五年內(nèi)消耗了 8 個多小時的能量。藍牙接收器活動的典型電流消耗量為 10 mAh（RX 峰值電流 10ma*1 小時），Nordic 會更低。因此，在這種情況下，大約 80（10mah * 8 小時） 毫安）。典型的紐扣電池容量為 150 mAh。

超低功耗 （掃描空同步包– 電流配置文件示例）：

PAwR 解決了一對多的使用場景，優(yōu)勢：

TAG大部分時間處于休眠狀態(tài)，低噪聲+低功耗

TAG 與 AP 同步，并且可以發(fā)送帶有有效負載的響應(yīng)

AP 和標簽相互了解（AP 可以輪詢每個標簽的狀態(tài)，無需GATT連接），任何時候，AP都可以與任意標簽建立GATT連接

快速、靈活且可擴展：2Mbps時，響應(yīng)時隙為0.625ms；（最多 255 個響應(yīng)槽；通常對于 ESL：3-10）； 還提供 1Mbps 和編碼 PHY

Note：TAG（應(yīng)用程序級別）決定同步哪個子事件以及使用哪個響應(yīng)槽進行回復(fù)（如果要回復(fù)）

我們需要一些應(yīng)用程序邏輯！ 例如 ESL簡介/服務(wù)

PAwR主要的應(yīng)用場景

ESL已經(jīng)把PAwR標準化，電子貨架標簽 (ESL) 和數(shù)字標牌的應(yīng)用場景：零售、辦公室、倉庫物流、攝影、農(nóng)業(yè)。

其他適用PAwR場景：大型傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能鎖、餐廳尋呼系統(tǒng)、教室應(yīng)答系統(tǒng)。

審核編輯 黃宇