Bluetooth 5.4: 資産追跡のゲームチェンジャー

2023年11月27日
IoT ケーススタディ

Bluetooth 5.4の新機能と資産追跡へのメリット

Bluetoothテクノロジーは、デバイスとのやり取りに革命をもたらし、短距離でのワイヤレスデータ転送を可能にしました。最新のBluetooth 5.4では、資産や人員の追跡やデータ転送アプリケーションを強化する可能性のある多くの新機能が導入されています。この論文では、これらの新機能がどのように役立つかについて説明します。資産追跡より効率的、正確、そして信頼性が高まります。

Bluetooth 5.0 で範囲と電力効率が向上

新しい28nm半導体技術を採用したBluetooth 5.0は、受信感度を大幅に向上させ、通信範囲を大幅に拡大（50mから200mへ）し、資産タグより遠くからでも追跡できます。これは、倉庫、工場、屋外スペースなどの大規模な環境で特に役立ちます。さらに、Bluetooth 5.0 では電力効率を向上させる新機能が導入され、資産タグは 1 回の充電でより長い時間動作できるようになります。これは資産追跡アプリケーションにとって重要な考慮事項であり、頻繁なバッテリー交換やメンテナンスの必要性が減ります。

Lansitec ホワイトペーパー Bluetooth テクノロジーと一般的な用語の紹介 – Lansitec

Bluetooth 5.1の精度と正確さが向上

Bluetooth 5.1では、トラッキングの精度と正確性を向上させる機能であるAngle of Arrival (AoA)テクノロジーが導入され、Bluetoothデバイスは信号の方向を判断できます。これにより、特に障害物が多数ある複雑な環境でも、Bluetoothタグとビーコンのより正確な位置特定が可能になります。緊急安全および生産管理インテリジェントな正確なトラッキングソリューション

Bluetooth 5.4 の定期的な広告と応答 (PAwR) と暗号化された広告データ

Bluetooth 5.4 では、Bluetooth トラッキングに非常に役立つ 2 つの主要機能、周期的広告と応答 (PAwR) と暗号化された広告データが導入されています。

レスポンス付きの定期的な広告
仕組みを説明するために、広告主と受信者 (トラッカー、ゲートウェイ、ブリッジ) という用語を使用します。データは広告主によって送信され、受信者によって受信されます。PAwR の目新しい点は、送信されたデータが小さなパケットに分割され、受信者が同期して応答できる固定タイムスロットで送信されることです。データは、PAwR サブイベントで構成される PAwR イベント内で送信されます。各受信者は 1 つ以上のサブイベントに同期でき、同期された特定のタイムスロットでのみアクティブに受信します。

PAwR は資産追跡アプリケーションに特に有益です。Bluetooth タグ、センサー、ビーコン、コントローラーを、追跡デバイスまたは Bluetooth ゲートウェイで簡単に検出できるからです。これは、タグが常にデータをアドバタイズしているためです。PAwR を使用すると、受信機が正確に同期して応答できる決定論的なタイムスロット内でデータを小さなパケットに整理できるため、追跡受信機は常にまたは定期的にスキャンする必要はなく、短い特定の期間だけスキャンすればよいことになります。この機能により、追跡のタイミングに柔軟性がもたらされ、精度と遅延が改善されます。さらに、デバイスが頻繁にスキャンする必要がないため、電力消費の削減にも役立ちます。この機能により、バッテリー駆動またはソーラー駆動の Bluetooth トラッカーとゲートウェイ (例: ランシテックトラッカー, ソーラーBluetoothゲートウェイ、そしてマクロ Bluetooth ゲートウェイ).

PAwR を使用すると、Bluetooth デバイスは、それを検出した他のデバイスに応答することもできます。これにより、デバイスは完全な接続を確立せずにデータを交換でき、より多くの Bluetooth 接続が可能になります。追跡デバイスがペアリングせずに資産タグからデータを収集できるため、センサーデータ (血圧モニター、体重計、温度センサーなど) の収集に役立ちます。

暗号化された広告データ
Bluetooth 5.4以前は、広告データを暗号化する標準がありませんでした。たとえば、アイビーコンまたは Eddystone を使用して測位とデータ転送を行います。暗号化された広告データは、Bluetooth デバイスが広告データを暗号化できるようにする Bluetooth 5.4 のもう 1 つの新機能です。これは、資産データへの不正アクセスを防止できるため、資産追跡アプリケーションにとって重要です。たとえば、資産タグがその位置を広告している場合、位置データを暗号化して、許可された追跡デバイスだけがそのデータを見ることができるようにすることができます。
暗号化された広告データは、AES-GCM-128 と呼ばれる新しい暗号化アルゴリズムを使用します。このアルゴリズムは軽量かつ効率的に設計されているため、資産追跡アプリケーションでの使用に適しています。
PAwR と暗号化された広告データの利点
PAwR と暗号化された広告データは、資産追跡アプリケーションに次のようなさまざまな利点をもたらします。
- 範囲の拡大: PAwR を使用すると、Bluetooth デバイスはより長い距離でその存在を通知できるため、資産追跡アプリケーションの範囲が広がります。
- 消費電力の削減: PAwR と暗号化された広告データは、デバイスが相互にスキャンする必要性を減らすことで、電力消費を削減するのに役立ちます。
- セキュリティの強化: 暗号化された広告データは、資産データを不正アクセスから保護するのに役立ちます。
- 拡張性の向上: PAwR と暗号化された広告データにより、Bluetooth デバイスはより多くのセンサーや資産と通信できるようになり、資産追跡およびセンサーデータ収集アプリケーションのスケーラビリティが向上します。