从应用与产品面看短距无线传输新趋势

在现代社会中,网路就如同水电一般,是现代人生活不可或缺的重要元素,随着技术进步,人们用来连网的设备不再只是电脑,包含家用电器、医疗仪器、手表/服装...等各种设备都有连网需求,这也间接促使短距无线传输技术应用越来越广,常见的短距离无线传输技术有很多种,像是红外线、蓝牙、uwb、zigbee、无线射频识别(rfid)、近场通讯(near field communication;nfc)...等,从近年来的应用与发展性来看,蓝牙、nfc与zigbee是目前最受到业界重视的3种技术。
全球面临气候异常、能源逐渐减少、人口高龄化等议题,促使物联网中家庭自动化(智能家庭)、智能电表...等应用变得越发重要,包括zigbee与蓝牙皆看好此应用的发展趋势。(microchip)
nfc除了作为移动支付应用外,其他消费性电子产品也可能采用nfc技术来作为资料交换和系统启动之用。(nxp)
着眼智能家庭应用 蓝牙与zigbee推新版规范
观察这3个技术最新推出的技术标准,可以看到它们皆着眼于健康照护与智能家庭应用,但在探讨蓝牙、nfc与zigbee三种技术的最新发展趋势前,得先来看看是什么样的应用模式促使它们受到重视。自从2009年温家宝提出“感知中国”概念后,大陆物联网产业的发展变得相当热门,这股热潮甚至蔓延到全球,而zigbee因为布建成本低、支援节点数量多、且耗电量低,成为物联网中最常被使用的通讯技术。
zigbee持续深耕智能家庭、智能电网应用
zigbee发展初期比较多应用于自动化控制领域,如:环境监控、工业自动化...等,在物联网概念兴起后,恰巧全球又面临气候异常、能源逐渐减少、人口高龄化等议题,促使物联网中家庭自动化(智能家庭)、智能电表...等应用变得益发重要,看好这股趋势,zigbee联盟(zigbee alliance)在2013年针对相关技术标准进行改版,如:智能能源管理(smart energy profile,sep) 2.0、家庭自动化(home automation)1.2版。
zigbee联盟在智能能源管理上的目标,是希望厂商透过其所制定的规格,让相关产品如智能电表(smart meter)、家用能源监视器(in-home display)、负载控制器(load controller)及能源闸道器(gateway)等可以互通,与1.0相比,sep 2.0支援层面更广,像是采用ipv6架构,支援ieee 802.11(wi-fi)、电力线网路(plc)等通讯技术,方便串接能源耗用设备与电力系统。至于zigbee home automation 1.2新增的几个项目(如:设备配对标准化),不仅简化智能家庭设备的安装与维护作业,也降低了服务供应商的成本。
蓝牙看好智能家庭应用
看好智能家庭应用的不只是zigbee而已,蓝牙亦是其中之一。蓝牙技术从发展之初便应用在消费性电子产品上,在还没有3g上网与智能型手机的年代,两只手机或手机与周边配件(如:耳机)如果要交换资料,多半透过蓝牙进行传输。
只不过,蓝牙传统为人所诟病的耗电问题,使其在应用推广上无法更进一步,因此蓝牙技术联盟(bluetooth sig)在2010年发布蓝牙4.0版,并加入低耗电的新标准ble(bluetooth low energy),并分成bluetooth smart ready与bluetooth smart两种类形,前者可执行低功耗(ble)与传统无线的双模模式,后者为只能执行低功耗的单模标准。
ble问市让蓝牙在医疗与健康照护市场上快速普及,尤其近几年穿戴式装置兴起,加上手机作业系统厂皆已表态原生支援蓝牙技术,只要使用蓝牙技术的装置就可以和移动装置/电脑互连,这样的方便性自然吸引厂商使用,而蓝牙下一个目标就是智能家庭联网市场。
目前智能家庭中所使用的设备(如:冰箱、冷气)多半还停留在蓝牙2.0版本,为了提升bluetooth smart ready与这些旧版本的相容性,及强化传输过程中的安全性,蓝牙技术联盟已经着手进行调整,预计今(2013)年推出4.x版(非新一代5.0版)。
nfc抢进健康照护市场
最后来谈nfc,此技术早在2004年便已问市,却因为缺乏适合的应用模式而沉寂多年,直到智能型手机普及,带动移动支付应用热潮,才让nfc在市场上翻红,我们可以看到过去2-3年,各国皆陆续出现nfc移动支付的应用,***在20130年初法规解禁后,也有许多业者投入这块市场。此外,nfc只要轻触感应不需进行配对设定的特性,在穿戴式装置的应用领域中,也常与蓝牙相互搭配,由nfc找到装置再经由蓝牙传输资料。
虽然上述两个应用模式让nfc前景看俏,不过nfc还希望深耕健康照护市场,日前,nfc论坛(nfc forum)发布三个最新标准且都与健康照护有关,分别是个人健康装置通讯(personal health device communication;phdc)、连结换手(connection handover)1.3版和签署纪录类型定义(signature record type definition;srtd)2.0版。
第一项phdc为技术标准,据称已获得continua健康联盟(continua health alliance;cia)的认可,主要用途在让医疗电子设备可以与外部电脑/手机相互传输资讯,另外两项则为建议标准,是否会成为nfc最终的释出标准仍有待观察。连结换手1.3版允许两个nfc装置与wi-fi、蓝牙等其他无线通讯技术互连,至于签署纪录类型定义2.0版,则提供验证ndef(nfc data exchange format,此为nfc的数据交换格式)讯息真假的开发方式。
整合多重通讯技术 未来产品发展方向
从应用面来看短距无线传输技术的发展趋势,无论智能家庭、医疗照护、穿戴式装置、移动支付等,最后几乎都要连结智能型移动装置,才能发挥更多价值,例如:将手机拍摄的照片传输到智能电视播放,或者透过手机记录每日运动后的心跳血压等生理数字,换言之,这些位在前端供消费者使用的装置可能需要一种以上的无线技术,再加上体积、耗电量及制造成本等因素考量,整合多种无线通讯技术于单一芯片中渐渐成为趋势。
像博通去年(2012)推出的新一代四合一组合芯片,整合无线区域网路、蓝牙、nfc与调频广播(fm)等四种通讯技术于单一芯片上,不但便于制造商开发产品,总体积也较过去四种芯片分别独立的解决方案轻巧,约莫缩减近30%尺寸。另外也有越来越多微控制器厂商,在自家产品中整合zigbee收发器,并逐渐扩展整合范围,像是将蓝牙、蓝牙低功耗、wi-fi等通讯技术整合至微控制器中,目前包括飞思卡尔、意法半导体、微芯等业者皆已推出相关产品。
另外值得一提的是,各大无线通讯芯片厂皆看好nfc未来的成长潜力,相关的整合型nfc产品也最多,原因在于未来不只是移动装置会内建nfc芯片,其他消费性电子产品如:游戏机、印表机等,也可能采用nfc技术来与其他装置交换资料,这股趋势会随着移动支付使用量成长而变的更明显,只是目前移动支付的商业模式还不够成熟,是否真能如预期般何时才会普及应用,只怕还是个未知数。
总结来说,未来短距无线传输的应用趋势将以智能家庭、穿戴式电子装置、移动支付为主,在产品面则会整合多种通讯方式,透过不同通讯技术的合作相互截长补短,从而创造无线传输技术应用的最高价值。

打造工业级稳定可靠的AGV导航方案
AnyMesh-BWL-2W自组网电台20km空对地远距离测试
通信杂谈| 5G将成为压垮广电的最后一根稻草?
用于微控制器原型设计的mbed快速原型开发解决方案
动力电池换电模式为什么难以推广普及
从应用与产品面看短距无线传输新趋势
基于LT6018最佳驱动高分辨率SAR ADC设计
利用Cortex-M3控制模块实现自动循迹的矿井车系统设计
直击腾讯云《云+访谈》拍摄现场:Sleepace探访篇
农村污水治理物联网·智慧化远程运维解决方案
电热水壶是如何进行工作的
树莓派Zero 2 W转4B形态扩展板概述 支持 RS485 4G
为什么说以大富翁为基础的区块链游戏很有意思
业界大佬患互联网手机焦虑症 圈地运动骤然爆发
物联网的构建离不开优质WiFi模块
2021年世界互联网大会乌镇峰会召开,思谋科技AI助力“双碳”战略
马云连续三年蝉联中国首富
美创科技发布新一代数据安全架构,护航千行百业数字时代
华擎将推出嵌入式AMD锐龙主机
SMT贴片加工厂的虚焊判断和解决方法