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智能物联时代,通信芯片技术何以争锋

物联网概念热潮不退。如果要在近日召开的COMPUTEX 2014上找出一个倍受追捧的话题,那么物联网当之无愧,无论是国际半导体大厂,还是知名终端品牌,都在紧抓这个话题,将传统PC时代的电脑及其附属周边设备、移动智能产品、家用电器等,加入联网功能,构建未来智能物联新时代。由此亦可看出,未来无线、有线通信技术将在物联网中扮演越来越重要的角色。通信芯片厂商也在不断进行改进,使其技术标准更加适应物联网的需求。物联网通信技术展现出很多新的发展趋势。

蓝牙:加强组网功能

随着可穿戴设备的增多,对蓝牙组网功能、改善用户体验的需求已经越来越强烈。

可穿戴设备的发展,使新型耳机、腕带和手表变得更加智能,具有更强的联网性能。这些小的配饰外设以往大都是通过蓝牙以点对点的方式,相互连接。但是隋着可穿戴设备的增多,每人身上携带或在一个小范围内有互联需求的产品越来越多。这些产品中大多内置蓝牙芯片,在此情况下,对蓝牙组网功能的需求已经越来越强烈。但蓝牙是一种支持点对点的无线通信技术,组网向来是其弱项。

对此,蓝牙技术联盟技术项目经理高文森介绍,为了改善这一状况,2013年底蓝牙技术联盟发布了蓝牙4.1标准,其中重要的更新之一便是加强了硬件的组网功能。此外,蓝牙4.1比起前代来跟蜂窝无线网络(比如LTE)有更好的交互,干扰更少,用户的活动距离扩大时短时间内不会掉线,不需要麻烦地反复配对设备。“这些改进非常有利于蓝牙设备在家中的使用,比如当设备彼此接近时,就可自动重新连接,改善用户体验;即使用户暂离,但当设备返回原处后,最近曾使用的设备将不需手动操作即可自动重新连接,带给用户更便利的使用体验。同时还改善了数据传输,比如跑步、骑自行车、游泳过程中传感器所收集的数据,返回家后即可更迅速地传输给移动设备。”高文森说。

易能森:推动节能到极致

相比其他以电池驱动装置的技术,易能森技术的最大特点是无需电池。

易能森(EnOcean)是一种新型无线无源通信技术标准,它将无线射频技术与能量采集技术相结合,可从周围环境中采集能量,例如机械能、室内光能、温差能等,供给自身进行通信工作,将节能推向极致。这一技术此前在中国应用很少,但是随着物联网对低功耗无线传输技术需求日益强烈,易能森已经开始受到重视,特别是在智能楼宇领域。

“以智能楼宇为例,50~60层的高层大厦的管理系统有时会使用4000~6000个传感器单元。如果各传感器单元使用以电池为驱动的技术,电池的更换和管理将成为巨大的负担,令大厦物业管理公司无所适从。而EnOcean技术能够保证在照明系列长期关闭的情况下仍然可以快速投入工作。”德国易能森有限公司大中华区销售总监苏子杰向记者介绍,“相比其他以电池驱动的技术,易能森技术的最大特点是无需电池。能量无所不在,触手可及,但这些能量往往非常微小、持续时间很短,易能森能将这些能量进行采集并转换成电能加以利用,这才是占据能量采集市场的关键。”

目前易能森已提供成熟且可大规模使用的能量采集模块,包括机械能采集模块、室内光能采集模块、温差能采集模块。但是,如何能加速扩在该技术的应用范围,将其倡导的无线无源的理念逐渐融入智能物联领域是其未来发展的关键。

WiFi:改善QoS问题

随着联网设备的增多、传输数据量的增大,对WiFi的传输质量、传输距离提出了更高的要求。

WiFi是蓝牙之外另一个家庭中应用最广的无线传输技术,目前家庭中内置WiFi的设备已扩展到智能手机、电视、音乐播放机等众多电子电器之中。以往每家联网的设备可能只有1到2款,可是现在每个人可能就有2到3款设备处于随时联网之中。与蓝牙定位不同,人们更多使用WiFi进行大数据量的影音视频传输,在此情况下,对WiFi的传输质量、传输距离就提出了更高的要求。

针对这一需求趋势,博通公司近日推出了5G WiFi XStream新平台,实现了现有802.11ac路由器和网关的带宽翻倍,同时提供了先进的软件,使得当今最畅销的WiFi设备在处理高清流和数据流方面的性能提升了一倍。博通表示,5G WiFi XStream提供的WiFi数据速率高达3.2Gbps,能够为正在使用更多的数据并需要连接物联网以及在多个屏幕上播放高清内容的用户提供更好的使用体验。此外,WiFi XStream提供的环境能分流,可将802.11ac 5GHz频段上的任务依优先顺序,同时分流至不同的频道上。

如此可解决两大问题:一个是服务质量(QoS)的问题,也就是确保用户的802.11ac设备,不会和使用较慢WiFi技术的设备分享网络,从而提升服务质量和观影体验。二是改善传输距离问题,放置距离最远的客户端设备可以在两个频道中选择较少使用的频道,改变了以往只能提供单一频道给数台客户端的情况。

电力载波:提升自适应能力

正交多载波调制技术具有对电力线信道的自适应能力以及有效抗频率选择性衰落和抗干扰能力。

电力线载波一直是智能家庭的通信技术选项之一,具有安装方便无需重新布线等特点。深圳市力合微电子有限公司常务副总经理刘元成告诉记者:“现代家庭中的各种家用电器本身是连接在电网上的用电终端,电力线载波的特点是可以利用现有的电线实现这些终端间的信息传递,与射频无线相比具有不受阻挡、穿墙越壁的优点,与有线相比,无需重新布线,使用方便。”但是电力线被人诟病的地方也很多,如本身干扰较多,不适合较大数据量的传输等。

对此,刘元成表示,该公司采用的正交多载波调制技术正在解决这些问题。“在提高载波通信数据速率的同时,具有对电力线信道的自适应能力以及有效的抗频率选择性衰落和抗干扰能力。”刘元成说。根据提供的资料,目前力合采用的是500kHz以下的窄带载波技术,终端间的信息传输,数据速率有2.4kbps、5kbps、10kbps、20kbps,用户可灵活配置。

博通公司嵌入式无线事业部市场营销总监Jeff Baer物联网发展

不应忽视隐私问题

智能手机、平板电脑、可穿戴设备、家电、保健设备及传感应用等之间的数据共享正稳步增长,这引起了人们对于隐私问题的再次关注。博通的新款高性价比低功耗WICED Smart芯片BCM20737可以帮助用户保护敏感信息。该款新型单芯片解决方案支持RSA 4000比特加密与解密技术,可以应对多种安全威胁,确保用户数据在传输过程中进行安全的加密编码。

BCM20737芯片和博通Bluetooth Smart完整的解决方案产品组合支持iBeacon技术,具有更高级的设备检测和识别性能。博通将继续依托WICED产品组合和新型Bluetooth Smart芯片,保护用户隐私和确保数据安全。此外,对于博通来说,支持iBeacon技术至关重要,因为此项技术具有极强的适应性,可以快速应用于零售店、体育场馆、机场等公共场所。我们正在基于顶级的安全保护技术和iBeacon技术加紧为客户开发更多的产品,使他们能够专注于不断发展的物联网生态系统,应对下一波的应用创新。

蓝牙技术联盟技术项目经理高文森蓝牙的优势

在于普遍与成熟

经常有人问我,蓝牙和其他的标准相比哪个更好。其实,不同技术标准各有所长,没有哪个更好,只有哪个更适合你的需求。首先蓝牙的长处在于它的普遍性。手机几乎是人手一部,超过PC、超过平板电脑,成为最普遍的智能设备。而蓝牙在手机中的渗透率几乎达到100%%。这是它的最大优势。如果想要在手机上运行一个APP,先进的技术标准有很多,但是真正能够让这个APP在所有用户设备上都能实现,却不是件容易的事情。

其次,蓝牙是一个成熟的技术标准。企业要想抓住市场先机,采用成熟方案十分重要,这表现在人才的聘用上。开发一款产品,你可以采用非常酷的标准,但是精通的开发人员很少,月薪很高,开发进程很慢等不利因素出现的机率会更高。

蓝牙一直在不断自我更新,这个是它的另外的一个优势。最新的蓝牙4.1标准就能够让蓝牙组网,增加了对路由、网关等协议的支持,满足物联网的应用,这是我们很大的一个改进。



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