前言:
在早前發(fā)布的iPhone 11手機上,引入了一個全新的的芯片U1。U1晶片是蘋果自己設計的超寬頻DW1000 晶片。但對于蘋果而言,這并不是它可以利用超寬帶技術發(fā)展的唯一途徑,蘋果可能會掀起一場“超寬帶革命”。
UWB芯片的專利說明
蘋果設計的U1芯片采用了超寬帶技術來感知空間,因此iPhone 11能夠了解自己周圍其他搭載了U1蘋果設備的精確位置。它就像是給iPhone增加了另一種感覺器官,而這會帶來不可思議的新能力。
因為蘋果的晶片設計與DW1000不同,但使用的是相同的標準,并與使用Decawave 晶片的第三方設備相容,使得該晶片可提供10 厘米以下的精確無線電定位功能。
專利說明文件中進一步指出,在使用加速器和致動器之后,UWB系統(tǒng)可以輕松確定持有用戶設備的方式。但是它也可以使用其各種傳感器來輔助確定設備的確切位置和方向。
U1芯片(或者說所有UWB超寬帶芯片)使用的是WiFi技術的變種技術,其頻率范圍是其他產品所不具備的。在超寬帶的頻譜范圍內,它可以利用500MHz寬的信道。
這與WiFi的20MHz帶寬和藍牙的2MHz帶寬相比是一個巨大提升。也因此能極大提高帶寬、速度并減弱延遲。
對于蘋果而言,這將是一個重大舉措,但這并不是它可以利用超寬帶技術發(fā)展的唯一途徑。
蘋果可以在智能家居技術,增強現(xiàn)實,移動支付,無鑰匙進入汽車甚至室內導航中使用UWB。一些示例可能包括家庭音頻系統(tǒng)播放,當用戶在各個房間中移動時,它會跟隨用戶,或無鑰匙進入系統(tǒng),當用戶靠近時自動鎖定或解鎖。
UWB芯片開辟帶寬更高的道路
超寬帶傳輸距離都是在10米以內,傳輸速度高達480Mbps,是藍牙的159倍,WiFi標準的18.5倍。用于室內定位的超寬帶UWB需求正快速崛起,尤其是移動支付等均需要更加精準的室內定位。
舉個例子,如果你的手機里擁有UWB,家門的門把上也有UWB芯片,以后開門就不需要鑰匙了,只要帶著手機走到家門口會就自動開關門。可以想見未來UWB在智能家居方面的應用,可以達到怎樣便利的效果。
UWB芯片給電子設備開辟一條帶寬更高的道路,但目前應用場景并不多讓其不溫不火。但隨著蘋果的加入,外界開始關注UWB芯片,加上這種芯片的制造難度低,未來還將有更廣闊的前景。
高精度定位服務將成必需品
在萬物互聯(lián)的時代,高精度位置服務成為了必需品,只有清楚掌握物聯(lián)網(wǎng)上每一個設備的位置,才有可能構建準確的物聯(lián)網(wǎng)絡,并且基于位置提供服務。
高精度定位服務于高精度地圖服務是天然結合的,在未來自動駕駛的時代,高精度定位和高精度地圖缺一不可。
而高精度度定位,則有著更廣闊的應用場景,包括了物聯(lián)網(wǎng)設備、人的定位和機器的定位等,在智能駕駛、智慧城市、產業(yè)升級、公共安全領域,有著更廣泛的應用。
正如前面所言,高精度定位包括了室外定位和室內定位.可以在惡劣天氣、非視距場景和其他車載傳感器弱衛(wèi)星信號覆蓋下,提供精準、穩(wěn)定、可靠的定位。
由于建筑的遮擋,衛(wèi)星信號在室內是很弱、甚至是沒有信號,這個時候需要的是UWB定位,由于UWB穿透能力很強,在室內和地下可以進行精確定位,并且容易將定位于通信合一,這樣就容易基于定位提供數(shù)據(jù)服務。
UWB室內定位的消費級機會
對于定位行業(yè)的從業(yè)者而言,作為全球暢銷的消費電子產品,搭載了UWB芯片,這是一個很積極的信號,這意味著高精度定位技術,或許將會在消費級迎來爆發(fā)。
在蘋果官網(wǎng)對UWB技術的應用描述是隔空投放文件,這就太牛刀小用了,UWB的技術應用,場景遠不止于此,但是要有基數(shù)和普及率才能提供服務,或許在某個節(jié)點,蘋果會將基于UWB技術服務正式對外宣布。但這已經(jīng)打開了UWB技術從工業(yè)級到消費級的應用的大門。
無論是室內定位,還是室外定位,都因為技術的進步、社會發(fā)展的需求,出現(xiàn)了巨大的商機。如果說室外定位還是大玩家的天下,因為這是需要鋪設全國的定位網(wǎng)絡,調用國家資源的北斗全球定位系統(tǒng)和地面增強基站,才能提供的服務。
相比之下,室內定位,可能能迎來一波創(chuàng)業(yè)機會。當然,技術層、芯片層等屬于硬件的機會先出現(xiàn),畢竟國內的UWB芯片就寥寥無幾,隨著硬件紅利期后,才可能出現(xiàn)應用層的機會,當然應用層也會面臨著現(xiàn)在LBS服務商的競爭壓力。
UWB技術民用市場規(guī)模
①基于UWB的特點,在民用領域也有非常廣泛的應用空間。比如說養(yǎng)老行業(yè)、電力行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、化工廠行業(yè)、工廠跟倉庫、停車場、司法行業(yè)、博物館等領域,初步估計,UWB的民用市場規(guī)模將近300個億。
②UWB是近幾年才發(fā)現(xiàn)并且開發(fā)出部分產品應用的,所以在過去一兩年中它的市場是一個高速成長的市場。國內2018年UWB整個市場規(guī)模大概是11個億,預計到2020年整個市場規(guī)模要將近接近120億。
③根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全球范圍實施定位系統(tǒng)市場規(guī)模將由2018年31.9億美元增長到2023年的將近90億美元。隨著蘋果手機將定位技術植入到手機,在民用市場可能也會引發(fā)一股使用超高頻精準定位的熱潮。
④UWB的抗干擾能力強,比如高速路上可以不停車收費,用UWB就完全沒有問題。
智能家居將精準感知人與設備
智能家居科技,如果設備能精確感知設備和人的位置,那么安全性和功能都可以得到增強。
因此蘋果早晚會給蘋果手表增加UWB支持,因為我們不會一直帶著手機,但手腕卻一直在身邊。
想象一下,家庭整體音響系統(tǒng)能夠根據(jù)聽者的位置,隨時改變播放音樂的房間。如果你知道智能鎖只有你站在旁邊時才能打開,檢測到你在室內就會自動上鎖,那該有多放心。
增強現(xiàn)實也是蘋果非常感興趣的領域,在這里UWB也能派上用場,它能為設備和配件提供精確的位置。因此可以用于老生常談的東西,如利用支持UWB的徽章開門,甚至讓辦公樓提供室內導航。
HomeKit將利用UWB芯片提升
HomeKit需要所有設備都連接到中央網(wǎng)絡,盡管它確實在設置中提供了一定程度的位置感知,但精細程度還不足以按房間來運行。
如果HomeKit能夠更好地確定用戶在建筑物內的位置,就能啟用更多高級功能,例如當用戶進入房間時打開房間中的燈或風扇,這是智能家居的發(fā)展目標之一。
在專利中,電源插座內置處理器芯片,處理器控制兩大模塊,一個是電源模塊,一個是通信模塊。電源模塊配置多個自主電源,可以根據(jù)遠程命令打開或關閉。通信模塊則可以與屋內的其他主機單元進行通信,從而在設備之間發(fā)送數(shù)據(jù)。
該插座還可以具有多個附件,例如使用多天線陣列與多個主機單元進行通信以計算通信數(shù)據(jù)的相位角,用作羅盤的磁力計以及用于檢測方向的加速度計。
通過使用這些組件,它可以使建筑物的中央系統(tǒng)生成平面圖,利用雷達,IEEE 802通信協(xié)議,超聲方法以及超寬頻(UWB)無線電定位,就能確定每個插座相對的位置,并將它們分組到房間中以進行大規(guī)??刂?。
同樣,將UWB添加到插座不僅可以使插座相互通信并確定其在3D空間中的位置,還可以監(jiān)測到附近iPhone的存在,從而實現(xiàn)精細的家庭定位功能。
當然,墻體單元不一定是電源插座。根據(jù)蘋果的想法,嵌入墻體的元件還可以包括電燈開關、溫度控制器以及其他具有相同傳感器并固定在墻上的各種開關按鈕。
到那個時候,HomeKit將掌握各個智能家居的分布圖以及你在HomeKit分布系統(tǒng)中的位置,指揮各設備快速進入工作狀態(tài),成為家居系統(tǒng)的大腦,而UWB則是組成神經(jīng)網(wǎng)絡的重要一環(huán)。
結尾:
高精度定位商業(yè)化在崛起,已經(jīng)有初創(chuàng)公司搏殺其中,其中除了蘊含著巨大的商機 ,還會將人類生活服務提高到另一個水平,我們拭目以待吧。