Bluetooth SIG は最近、電子棚ラベル (ESL) 向けに特別に考案された新機能を発表しました。Bluetooth 5.4 標準にカプセル化されている、Periodic Advertising with Responses (PAwR) と呼ばれる機能では、確立されたリンクなしで 1 つのアクセス ポイントが数千のターミナル ノードと双方向通信を実行できるようにする新しい送信ロジックが導入されています。ESL 業界により多くのイノベーションの余地をもたらし、ESL と Bluetooth ハブ間の双方向通信を可能にするだけでなく、消費電力を大幅に削減することを目指しています。

電子棚札とは

店舗やスーパーマーケットで買い物をするとき、従来の紙の値札が電子棚ラベルに置き換わっていることに気づくのは簡単です。Freshippo、Yonghui Superstores、Sam Club、Metro などの中国および海外の大手小売企業は、電子棚ラベルを標準付属品として大量に採用しています。さらに、ESL に似たアプリケーションは、展示会のテーブル カード、会場アクセス カード、病院の患者カード、工場の BOM カードなど、他のビジネス シナリオでも採用されています。

ESL は、データ受信を可能にする通信モジュールが組み込まれた電子インク ディスプレイ デバイスです。基本的な製品情報、価格、バーコードまたは QR コード、さらにはその他の基本的な画像も表示されます。さらに、その最も重要かつ必須の機能は「低消費電力と長時間の自律性」であり、通常は数か月、場合によっては数年のバッテリー寿命を実現します。

ABI Research は、2027 年までに 24 億台の ESL デバイスがさまざまな小売店に設置されると予測しています。ESL で一般的に使用される通信プロトコルは、2.4G 独自のプロトコル、ZigBee、および BLE です。各プロトコルには独自の長所と短所があります。その多用途性と豊かなエコシステムのおかげで、BLEはますます人気があり、ますます多くのメーカーや小売店で採用されています。調査データによると、中国におけるESLの普及率はまだ10%未満です。そして、その採用は主に大型スーパーマーケットに集中しています。中国の中層および下層市場はまだ対処されていないため、中国にはまだ活用できる巨大な市場の可能性があると考えるのは理にかなっています。

PAwRとは何ですか

PAwR は、周期ブロードキャスト (PADVB) と同様の通信方式です。これにより、1 対多の通信トポロジに従って、アプリケーション データをブロードキャスト デバイス (ブロードキャスター) から 1 つ以上の受信デバイス (オブザーバー) に送信できます。PAwR と PADVB は両方ともコネクションレス通信方式を使用します。この方式では、ランダムなスケジューリングを行わずに、ブロードキャスト パケットが定期的に一定の間隔で送信されます。両者の違い: PAwR はブロードキャスターとオブザーバー間の双方向通信をサポートします。一方、PADVB は、オブザーバーがブロードキャスターに応答パケットを送信することをサポートしていません。

PAwRの利点

• 双方向コネクションレス: PAwR には、リンクを確立せずにデバイス間の双方向コネクションレス通信を実現する機能があります。これは、Bluetooth 5.4 より前の BLE リリースでは実現されていません。

• スケーラビリティ: BLE GATT 接続方式と比較して、PAwR はよりスケーラブルな 1 対多の双方向トポロジを採用しており、双方向で数千のノードとの通信をサポートできます。ただし、BLE GATT では、セントラル デバイスに接続されるスレーブ デバイスの数は非常に限られています。そして、PAwR はその制約に完全に対処します。

• 低消費電力: PAwR では、ブロードキャスターとオブザーバーはサブイベント間隔のみを占有する必要があるため、オブザーバーはブロードキャストに指定された短い時間フレーム内でのみスキャンできます。サブイベント同期プロセスはアプリケーション ロジックに関連するため、通常、受信パケットにはオブザーバーに関連するデータが含まれます。この低消費電力機能により、ボタン電池のみでオブザーバーデバイスを長年にわたって動作し続けることができます。

• 柔軟なトポロジーと同時受信: PAwR は、オブザーバーのアプリケーション層で指定されたさまざまなデータ同期ロジックに従って、単一のオブザーバー、専用の複数のオブザーバー、またはすべてのオブザーバーによってブロードキャストされたパケットを受信して​​処理できる柔軟なトポロジーを採用しています。このような柔軟性により、PAwR はさまざまなアプリケーション シナリオや要件に非常に適応できます。

• アプリケーション: PAwR は、中央デバイスが他のデバイスと大規模に通信するシナリオに適しています。これらのデータは、制御コマンド、センサー データ、またはその他のメッセージである場合があります。その中でも、ESL は非常に重要なアプリケーション シナリオであり、PAwR はデータ伝送方法を指定するための ESL プロファイルを特別に開発しました。ただし、PAwR はリアルタイム トラフィックが多いシナリオには適していません。データ パケットは特定のタイム スロットで定期的に送信され、オブザーバーの数は構成できます。オブザーバーの数が増えると、データのブロードキャストに必要な時間も増加し、遅延が発生します。したがって、複数のデバイスにメッセージを送信する場合、構成に応じて、数ミリ秒から数十秒の大幅な遅延が発生する可能性があります。

PAwR イベントとサブイベント

PAwR の定期的な部分は、アクセス ポイントなどの中央デバイスによるパケットの定期的なブロードキャストを指し、正確かつ規則的な間隔で発生します。コミュニケーションは、イベントと呼ばれる期間中のアクティビティのバーストで発生します。イベントは複数のサブイベントに分割できます。

サブイベントはさらに、中央ブロードキャスター デバイスによる 1 つのパケットの送信に使用されるタイム スロットと、その後にオブザーバー デバイスからの応答を受信するためのいくつかのタイム スロットに分割されます。

PAwR は、オブザーバー デバイスがブロードキャスターのイベントおよびサブイベント スケジュールを取得できる手順を定義します。他のプロシージャは、リッスンする特定のサブイベントと、応答に使用するそのサブイベント内の応答スロットをオブザーバーに割り当てる方法を定義します。デバイスを特定のサブイベントに割り当てることは、デバイスが受信モードに切り替わる頻度が低くなり、バッテリー寿命が大幅に伸びることを意味するだけです。

PAwR は、送信のたびに変化するデータに対応するように設計されており、個人またはデバイスのグループに配信されます。アプリケーション ロジックにより、各サブイベントで送信されるデータがその時点でリッスンしているデバイスに関連していることが保証されるため、エネルギーの無駄がほとんどなくなります。

PAwR は本質的にステートレスであるため、非常にスケーラブルになります。ESL などの数千のデバイスが関与する双方向の 1 対多の通信は、PAwR を使用して実現できます。

PAwR と ESL の新たな展望

ESLシステムによる自動価格変更により、店舗運営効率が向上し、顧客満足度が大幅に向上しました。同時に、ESL 業界リーダーと Bluetooth SIG が共同開発した新しい Bluetooth テクノロジーの機能は、電子棚ラベル市場に新しい業界標準が到来しつつあることを示しています。対応可能な市場を拡大するための次のステップは、ESL ソリューション プロバイダーにシステムを標準ベースのワイヤレス テクノロジに移行させることです。ESL 市場にワイヤレス標準を導入する Bluetooth テクノロジーは、小売業界がデジタル変革の次の段階に入るのに役立ち、それによって店舗と買い物客の両方により良い結果をもたらします。

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