Il Bluetooth SIG ha recentemente annunciato una nuova funzionalità specificamente concepita per l'Electronic Shelf Label (ESL). La funzione denominata Periodic Advertising with Responses (PAwR), incapsulata nello standard Bluetooth 5.4, introduce una nuova logica di trasmissione che consente a un singolo punto di accesso di condurre comunicazioni bidirezionali con migliaia di nodi terminali senza collegamenti stabiliti. Mira a dare più spazio all'innovazione nel settore ESL, non solo consentendo la comunicazione bidirezionale tra ESL e hub Bluetooth, ma anche riducendo significativamente il loro consumo energetico.

Cos'è un'etichetta elettronica da scaffale

Quando si fa la spesa nei negozi o nei supermercati, è facile scoprire che i tradizionali cartellini dei prezzi in carta vengono sostituiti da etichette elettroniche da scaffale. I giganti della vendita al dettaglio in Cina e all'estero come Freshippo, Yonghui Superstores, Sam Club e Metro hanno adottato in maniera massiccia le etichette elettroniche da scaffale come accessori standard. Inoltre, applicazioni simili alle ESL vengono adottate in altri scenari aziendali, ad esempio schede da tavolo in mostre, schede di accesso alle sedi, schede dei pazienti negli ospedali e schede BOM nelle fabbriche, ecc.

Un ESL è un dispositivo di visualizzazione a inchiostro elettronico con un modulo di comunicazione integrato che consente la ricezione dei dati. Visualizza informazioni di base sul prodotto, prezzi, codici a barre o codici QR e persino altre immagini di base. Inoltre, la sua caratteristica più significativa e obbligatoria è "basso consumo energetico e lunga autonomia", che in genere raggiungono una durata della batteria di diversi mesi o addirittura anni.

ABI Research prevede che entro il 2027, 2,4 miliardi di dispositivi ESL dovrebbero essere installati in vari negozi al dettaglio. I protocolli di comunicazione comunemente usati dalle ESL sono i protocolli proprietari 2.4G, ZigBee e BLE. Ogni protocollo ha i suoi pro e contro. Grazie alla sua versatilità e al ricco ecosistema, BLE è diventato più popolare e viene adottato da sempre più produttori e negozi al dettaglio. I dati della ricerca mostrano che il tasso di penetrazione dell'ESL in Cina è ancora inferiore al 10%. E la sua adozione si concentra principalmente nei grandi supermercati. Ha senso credere che ci sia ancora un enorme potenziale di mercato da sfruttare in Cina, dal momento che i mercati di livello medio e inferiore sono stati ancora affrontati.

Cos'è PAwR

PAwR è un metodo di comunicazione simile alla trasmissione periodica (PADVB). Consente la trasmissione dei dati dell'applicazione da un dispositivo di trasmissione (broadcaster) a uno o più dispositivi di ricezione (osservatori), seguendo una topologia di comunicazione uno-a-molti. Sia PAwR che PADVB utilizzano un metodo di comunicazione senza connessione, in cui la trasmissione dei pacchetti broadcast è periodica, a intervalli regolari, senza programmazione casuale. La differenza tra: PAwR supporta la comunicazione bidirezionale tra l'emittente e gli osservatori; mentre PADVB non supporta gli osservatori per inviare pacchetti di risposta all'emittente.

Vantaggi di PAwR

• Bidirezionale senza connessione : PAwR ha la capacità di ottenere comunicazioni bidirezionali senza connessione tra i dispositivi senza stabilire un collegamento, cosa che non si ottiene nelle versioni BLE precedenti a Bluetooth 5.4.

• Scalabilità : rispetto al metodo di connessione BLE GATT, PAwR adotta una topologia bidirezionale più scalabile, uno a molti, che consente di supportare la comunicazione con migliaia di nodi in entrambe le direzioni. In BLE GATT, invece, il numero di dispositivi slave collegati ad un dispositivo centrale è molto limitato. E PAwR risolve perfettamente questo vincolo.

• Basso consumo energetico : in PAwR, un'emittente e un osservatore devono occupare solo un intervallo di sottoevento, in modo che l'osservatore possa eseguire la scansione solo in un breve intervallo di tempo specificato per la trasmissione. Poiché il processo di sincronizzazione dei sottoeventi è rilevante per la logica dell'applicazione, tipicamente i pacchetti ricevuti devono contenere dati relativi all'osservatore. Questa caratteristica di basso consumo energetico consente al dispositivo osservatore di continuare a funzionare per molti anni con solo una pila a bottone.

• Topologia flessibile e ricezione simultanea : PAwR adotta una topologia flessibile che consente la ricezione e l'elaborazione dei pacchetti trasmessi da un singolo osservatore, da più osservatori dedicati o da tutti gli osservatori, in base a diverse logiche di sincronizzazione dei dati specificate nel livello dell'applicazione dell'osservatore. Tale flessibilità rende PAwR estremamente adattabile a diversi scenari e requisiti applicativi

• Applicazione : PAwR è adatto a scenari in cui un dispositivo centrale comunica con altri dispositivi su larga scala. Questi dati possono essere comandi di controllo, dati del sensore o altri messaggi. Tra questi, ESL è uno scenario applicativo molto importante e PAwR ha sviluppato appositamente un profilo ESL per specificare il metodo di trasmissione dei dati. Tuttavia, PAwR non è adatto a scenari con elevato traffico in tempo reale. I pacchetti di dati vengono inviati periodicamente in uno specifico intervallo di tempo e il numero di osservatori può essere configurato. Con l'aumentare del numero di osservatori, aumenta anche il tempo necessario per trasmettere i dati, con conseguenti ritardi. Pertanto, quando si inviano messaggi a più dispositivi, potrebbero verificarsi ritardi significativi, che vanno da pochi millisecondi a decine di secondi, a seconda della configurazione.

PAwR Eventi e Sottoeventi

La parte periodica del PAwR si riferisce alla trasmissione periodica di pacchetti da parte di un dispositivo centrale come un punto di accesso, che avviene a intervalli precisi e regolari. La comunicazione avviene in esplosioni di attività durante periodi di tempo chiamati eventi. Un evento può essere suddiviso in più sottoeventi.

I sottoeventi sono ulteriormente suddivisi in intervalli di tempo utilizzati per la trasmissione di un pacchetto da parte del dispositivo Broadcaster centrale, seguiti da diversi intervalli di tempo durante i quali ricevere risposte dai dispositivi Observer.

PAwR definisce le procedure attraverso le quali i dispositivi Observer possono acquisire la programmazione degli eventi e dei sottoeventi del Broadcaster. Altre procedure definiscono come all'Observer viene assegnato uno specifico sottoevento durante il quale ascoltare e uno slot di risposta all'interno di quel sottoevento da utilizzare per le risposte. L'assegnazione di dispositivi a eventi secondari specifici significa solo che passano raramente alla modalità di ricezione, aumentando sostanzialmente la durata della batteria.

PAwR è progettato per accogliere i dati che cambiano ad ogni trasmissione e vengono consegnati a singoli o gruppi di dispositivi. La logica dell'applicazione garantisce che i dati trasmessi in ogni sottoevento siano rilevanti per i dispositivi in ​​ascolto in quel momento, quindi c'è poco spreco di energia.

PAwR è essenzialmente senza stato e questo lo rende molto scalabile. La comunicazione bidirezionale uno-a-molti che coinvolge migliaia di dispositivi come gli ESL è realizzabile utilizzando PAwR.

Nuove prospettive per PAwR e ESL

La modifica automatizzata dei prezzi nel sistema ESL ha migliorato l'efficienza operativa del negozio e migliorato significativamente la soddisfazione del cliente. Allo stesso tempo, le nuove funzionalità della tecnologia Bluetooth sviluppate congiuntamente dai leader del settore ESL e Bluetooth SIG indicano che sta arrivando un nuovo standard industriale per il mercato delle etichette elettroniche da scaffale. Al fine di espandere il mercato indirizzabile, il passo successivo è fare in modo che i fornitori di soluzioni ESL eseguano la migrazione dei loro sistemi alla tecnologia wireless basata su standard. Introducendo lo standard wireless per il mercato ESL, la tecnologia Bluetooth aiuterà il settore della vendita al dettaglio ad entrare nella fase successiva della trasformazione digitale, offrendo così risultati migliori sia per i negozi che per gli acquirenti.

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