BLEペイロードフィルタリングとは何ですか？

BLEペイロードフィルタリングとは、Bluetoothアドバタイズメントから有用なデータのみを選択して送信するプロセスです。 ロラワン, 通信時間、バッテリー消費量、不要なネットワークトラフィックを削減します。.

ペイロードフィルタリングが重要な理由 ロラワン?

ペイロードフィルタリングにより ロラワン 通信時間を延長し、ゲートウェイのバッテリー寿命を向上させ、ネットワークの混雑を軽減し、追跡システムが繰り返し生のBluetoothパケットを送信する代わりに、意味のあるイベントを送信できるようにします。.

BLEパケットを全て送信するとLoRaWANネットワークに問題が発生する理由

Bluetoothビーコンは、設計上、頻繁に通信します。まず情報を発信し、その後も何度も発信し続けます。まさにこの理由から、BLEはバッジ、資産タグ、キーフォブ、ブレスレット、環境センサーなどの追跡に非常に適しています。 センサー, パニックボタンやモーションセンサーなどのデバイスにも対応します。近くのスキャナは接続する必要はありません。単に受信して広告パケットをキャッチし、それに対してどう処理するかを決定します。.

最後の部分が重要です。BLE-to-LoRaWANトラッキングシステムにおいて、ゲートウェイは単なるパイプではありません。それは翻訳機であり、分類機であり、場合によっては、無駄に通信時間を浪費するノイズの多いトラッキングシステムと、クリーンなトラッキングシステムのどちらを実現するかの分かれ目となるのです。.

ランシテックの Bモバイル 建築、, Bluetoothビーコン 人が身につけたり、資産に取り付けられたりする一方で、 Bluetoothゲートウェイ 固定された場所に座って、受信した情報を転送します ロラワン サーバーへ。サーバーはゲートウェイ座標を使用して位置を計算し、 RSSI.

しかし、実際の複雑な展開では状況は一変し、すぐに混雑する。病院の廊下には、車椅子、輸液ポンプ、職員バッジ、体温計などが並ぶかもしれない。 センサー, また、緊急ボタンも近くに設置されている可能性があります。ディーラーでは、鍵、車両、修理工場、ゲートウェイの通信範囲が重複している場合があります。倉庫では、タグが弱い信号ゾーンを通過する際に、近くの部屋からの電波漏れによって、アプリケーションが実際に必要とする以上のパケットが追加される可能性があります。.

システムがすべてのBLEアドバタイズメントからすべてのバイトを転送する場合、, ロラワン ボトルネックになる。 ロラワン 性能が劣るという意見がありますが、そうではありません。長距離かつ低消費電力のテレメトリには非常に優れています。ただし、これは小型で有用なメッセージを受信することを想定して設計されており、生のBluetoothパケットをダンプする用途には向いていません。.

BLEとLoRaWAN：ペイロード最適化が重要な理由

従来のBLEアドバタイジングでは、アプリケーションにコンパクトなペイロード領域が提供されます。Silicon LabsのBluetoothドキュメントでは、プライマリチャネルのアドバタイジングペイロードは0～31バイトで、フラグ、サービスUUID、ローカル名、カスタムメーカーデータなどのアドバタイジングデータ要素に構造化されていると説明されています。. ⁽¹⁾

31バイトはたいした量ではないように聞こえるかもしれない。しかし、それを掛け合わせるとどうなるか分かるだろう。.

ゲートウェイは、密集した場所では毎秒数十から数百の広告を受信する可能性があります。Lansitec コンパクトなBluetoothゲートウェイ, 例えば、1秒以内に100個のビーコンメッセージを受信できるが、1個では ロラワン パッケージは最大 15 個のビーコンメッセージを送信できます。また、設定可能な Bluetooth データフィルタリングとペイロードレポートをサポートしており、レポート前に BLE ペイロードから特定のデータバイトをフィルタリングできます。 ロラワン.

ゲートウェイは「何が聞こえたか？」と問うべきではなく、「何が変わったのか、何が重要なのか、サーバーは何をする必要があるのか？」と問うべきである。“

ほとんどのトラッキング使用例では、答えは生のBLEペイロードよりもはるかに小さい。BLEデバイスは、iBeaconまたはEddystoneペイロードで温度、湿度、心拍数などのデータをアドバタイズできるが、 ロラワン アップリンクとダウンリンクごとに限られたバイト数をサポートします。推奨されるアプローチは、ゲートウェイが有用な情報（通常はID、パラメータ、および RSSI.

BLEペイロードフィルタリングとは何ですか？

ペイロードフィルタリングは、レポート間隔を短縮することとは異なります。間隔を短縮するとは送信頻度を減らすことを意味しますが、フィルタリングとは、より質の高いデータ、つまり必要なデータのみを送信することを意味します。.

ランシテック Bluetoothゲートウェイ BLEペイロードを検査し、有用なバイトを選択して、アプリケーションに必要な部分だけを転送することができます。実際には、これは次のようなことを意味します。

• ビーコンID：UUID、メジャー/マイナー、MAC由来ID、または設定済みの資産ID
• コンテクスト： RSSI, ゲートウェイID、タイムスタンプ、ゾーン、または入退出状態
• センサー値：温度、湿度、歩数、心拍数、モーションフラグ、パニックボタンの状態、ロック／アンロック状態
• イベントロジック：ビーコンが進入、退出、状態変化、または閾値を超えた場合にのみ報告する

キー追跡のユースケースでは、アプリケーションはキー ID + ゲートウェイ ID + のみを必要とする場合があります。 RSSI. 

コールドチェーンキャビネットの場合、センサーID、温度、アラームフラグが必要になる場合があります。. 

単独作業者バッジには、バッジID + パニック状態 + が必要になる場合があります。 RSSI + 最後に確認されたゲートウェイ。.

それ以外のものはすべて高価な装飾品に過ぎません。計画段階でよく見られる間違いとして、チームがゲートウェイの通信範囲にこだわりすぎて、ペイロード設計を無視してしまうケースがあります。しかし、通信範囲はパケットを取得するために必要であり、フィルタリングによってそれらのパケットを実用的なイベントに変換できるのです。.

BLEペイロードフィルタリングがLoRaWANのエアタイム使用量を削減する方法

ロラワン 長距離かつ低消費電力での動作を可能にするが、ペイロードサイズと飛行時間は依然として重要である。.

EU863-870の場合、最大アプリケーションペイロードはデータレートによって異なり、FOptsがない場合、DR0～DR2では51バイト、DR3では115バイト、DR4～DR7では222バイトとなります。同じページには、拡散係数が高いほどビットレートは低くなり、拡散係数が低いほどビットレートは高くなると記載されています。. ⁽²⁾

ヨーロッパでは、デューティサイクル規則によって、デバイスが送信できる頻度も規定されています。ETSIのサブバンド制限には、865～868MHzと868～868.6MHzの1%、近隣のサブバンドの一部の0.1%、869.4～869.65MHzの10%などがあります。また、公共ネットワークのポリシーによっては、TTN Sandboxのノードあたり1日30秒のアップリンクエアタイムなど、より厳しい制限が設けられる場合があることも留意すべきです。. ⁽²⁾

これは、すべてのLansitecのプライベート展開がTTNのサンドボックスポリシーによって制限されるという意味ではありません。これは、購入者がそれを扱うのをやめるべきだという意味です。 ロラワン SIMカードがないので、アップリンクは無料です。SIMカードがないのは素晴らしいことです。しかし、通話時間、ゲートウェイの容量、バッテリー残量も考慮する必要があります。.

BLEペイロードフィルタリングを使用した病院資産追跡の例

車椅子、輸液ポンプ、携帯型モニター、手術台、CT機器、スタッフバッジ、体温計などにBLEタグが取り付けられた病院の病棟を想像してみてください。 センサー, そして、緊急通報用ブレスレット。.

ゲートウェイはビーコンパケットを受信します。生の転送では、受信したすべてのパケットがそのまま転送されます。これには、病院のダッシュボードで使用されないフィールド、移動していないデバイスからの繰り返しパケット、隣室から漏れる弱い広告などが含まれる可能性があります。.

フィルタリングされたイベントは、見た目が異なります。

asset_id + gateway_id + RSSI + movement_flag + battery_flag

または、センサーの場合：

センサーID + 温度 + アラームステータス + RSSI

ダッシュボードは毎回完全なBLEアドバタイズメントを必要とするわけではありません。ポンプ1842がB病棟の廊下付近にあること、冷凍庫センサー12が温度閾値を超えたこと、またはパニックボタンが押されたことを知るだけで十分です。.

Lansitecのソーラー、マクロ、マイクロ、コンパクト、屋内、およびSocketSync Bluetoothゲートウェイ 製品カタログには、設定可能な Bluetooth データフィルタリングとペイロードレポートがすべて含まれており、繰り返し説明される機能は、Bluetooth ペイロード内のデータバイトをフィルタリングし、選択したデータをレポートすることです。 ロラワン. これは付加機能ではありません。BLE-to-LoRaWANシステムが大規模環境下でも使い続けられるようにするための重要な要素です。.

ペイロードフィルタリングがゲートウェイのバッテリー寿命を延ばす方法

送信するメッセージの数が少なければ少なく、サイズも小さく、質も高いゲートウェイは、送信に費やす時間が短くなります。これは、バッテリー駆動のデバイスで最も重要です。 ゲートウェイ. ランシテックマクロ Bluetoothゲートウェイ, 例えば、38,000 mAhのLi-SoCl2バッテリーパックを使用し、電源が利用できない可能性のある長期展開向けに設計されています。Bluetoothペイロードフィルタリング、調整可能な位置報告間隔、ハートビート間隔、Bluetoothデータ圧縮、TDMAサポート、および1回の通信で最大15個のビーコンメッセージ送信が可能です。 ロラワン SF9 のパケット。.

これらの機能は連携して動作します。フィルタリングによってペイロードが削減され、圧縮によって残りのデータが圧縮されます。TDMAとレポート同期は複数の機能に役立ちます。 ゲートウェイ より予測可能な動作を実現します。間隔を調整することで、設置者はサイトにほぼリアルタイムの可視性が必要か、あるいは単に信頼性の高い状態変化が必要かを判断できます。.

倉庫通路にある混雑したゲートウェイは、音を聞き取れるからといって、数秒ごとに同じ静的なパレットタグを報告するべきではありません。より良いパターンは、入庫、出庫、最終確認日時、および意味のある状態変化を報告することです。.

追跡データが増えても必ずしも可視性が向上するとは限らない理由

購入者から「5秒ごとに更新情報を受け取ることはできますか？」と聞かれるかもしれません。場合によっては可能です。. ランシテック製ゲートウェイ 設定可能なレポート間隔をサポートし、 ロラワン モデルでは、調整可能な位置報告間隔として5秒xnが記載されていますが、より適切な質問はシナリオによって異なります。

• 5秒間の位置情報ストリームが必要ですか、それともタグ付けされた資産が制限区域に入ったことを知りたいですか？
• ブレスレットの広告はすべて必要ですか？それとも、パニックボタン、滞在超過、ゾーン越えなどのイベントに関する情報だけが必要ですか？
• 連続的な生温度値が必要ですか、それとも正常な心拍数と閾値例外のみが必要ですか？

ここからペイロードフィルタリングはファームウェアの詳細ではなく、製品設計に関する議論へと発展する。.

来訪者バッジの場合、5秒ごとの更新は不要かもしれません。フォークリフト接近警報の場合、イベントのタイミングが重要です。冷凍庫センサーの場合、位置の粒度よりも、しきい値を超えたかどうかが重要です。自動車販売店の車のキーの場合、誰かが特定のキーを探してブザーを鳴らすまでは、部屋レベルの存在検知で十分かもしれません。イベントを送信し、通知音はローカルに留めておきましょう。.

Lansitec B-MobileトラッキングにおけるBLEペイロードフィルタリングの仕組み

B-Mobileでは、 Bluetoothゲートウェイ は固定されており、ビーコンが移動します。ゲートウェイは近くのBLEメッセージを受信し、データを再構成して転送します。 ロラワン. LansitecのLoRaソリューションは ビーコン UUID、メジャー、マイナー、温度、その他のデータを宣伝する一方で、 Bluetoothゲートウェイ データを受信し、それを転送する前に再構築します。 ロラワン ゲートウェイとアプリケーション。.

この文脈における「再構築」とは、システムが多数の生BLEアドバタイズメントをアプリケーションで使用可能な追跡データに変換できることを意味します。実際の展開では、バックエンドは通常、以下のことを求めます。

• 誰が、あるいは何が検出されたのか
• どのゲートウェイがそれを聞いたのか
• 信号の強さはどれくらいだったか
• 州が変わったかどうか
• どのセンサー値またはアラームフラグが重要か

B-Mobileはまた、 ゲートウェイ 近くの部屋からビーコン信号を受信する可能性があり、多くの場合、信号強度ははるかに弱い。 RSSI, そして、 RSSI 2.4GHz帯の干渉やマルチパス効果により、変動が生じる可能性があります。フィルタリングによってRFの物理現象を魔法のように解決することはできませんが、弱く、無関係な、繰り返されるパケットがアプリケーション層に大量に流入するのを防ぐことができます。.

BLEペイロードフィルタリングのベストプラクティス

優れたBLE-to-LoRaWANペイロードプランは、たいてい退屈なものです。これは褒め言葉です。まず、小さなイベント辞書から始めましょう。アプリケーションが実際に使用するものを定義し、各イベントをバイトにマッピングします。サーバーデコーダーはシンプルに保ち、バージョン管理を行い、ドキュメント化します。混在環境では、資産ID、担当者ID、センサーID、インフラストラクチャを明確に分離します。 ビーコン.

私たちが気に入っている実用的なパターンを3つご紹介します。

BLEペイロードフィルタリングでよくある間違いを避ける方法

一つ注意点があります。フィルタリングによって診断価値を損なってはいけません。.

試運転中は、よりリッチなペイロードが必要になる場合があります: 生データ RSSI, 複数のゲートウェイ観測データ、バッテリー残量、ファームウェアバージョン、そして場合によってはイベント送信理由コードなどが含まれます。サイトが安定したら、ペイロードを絞り込むことができます。.

優れた展開には、多くの場合、2つの特徴があります。

• 試運転モード: データが増えれば、診断にかかる時間も短縮され、トラブルシューティングも容易になる。.
• 動作モード: フィルタリングされたイベント、軽量なペイロード、バッテリー寿命の延長、アップリンクの削減。.

最初の1週間を調整に費やすプロジェクトでは、これが功を奏するのを見てきました。 RSSI しきい値、部屋の境界、ゲートウェイの配置などを設定します。その後、システムは静かになり、実際に必要な操作のみを報告するようになります。.

拡張性の高いBLE-LoRaWANトラッキングシステムの構築方法

BLE-to-LoRaWANトラッキングは、ゲートウェイが単にデータを受信するだけでなく、判断を下す場合に最も効果を発揮します。.

Lansitec のペイロードフィルタリングおよびレポート機能は、最初の購入者との会話で必ずしも話題にならない実用的な詳細の 1 つです。しかし、話題にすべきです。なぜなら、サイトに数百のタグ、さまざまなセンサータイプ、ゲートウェイの重複、, ロラワン ペイロード制限やバッテリー駆動のインフラなどにより、生の転送はすぐに無駄になる。.

ID を送信します。パラメータを送信します。 RSSI. 警報を発せ。騒音は後回しにしよう。.

参考文献と参考文献

1. Silicon Labs：Bluetooth広告データの基礎知識
2. モノのネットワーク：EU863-870 最大積載量およびデューティサイクルに関するガイダンス