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開啟智能家居等領域,關于蘋果UWB芯片的未來計劃

時間:2019-10-29, 來源:互聯網, 資訊類別:市場分析

在早前發布的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CD4051BM96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展的唯一途徑。

蘋果可以在智能家居技術,增強現實,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,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

在萬物互聯的時代,高精度位置服務成為了必需品,只有清楚掌握物聯網上每一個設備的位置,才有可能構建準確的物聯網絡,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,包括了物聯網設備、人的定位和機器的定位等,在智能駕駛、智慧城市、產業升級、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星信號覆蓋下,提供精準、穩定、可靠的定位。

由于建筑的遮擋,衛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據服務。

UWB室內定位的消費級機會

對于定位行業的從業者而言,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。

在蘋果官網對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,但是要有基數和普及率才能提供服務,或許在某個節點,蘋果會將基于UWB技術服務正式對外宣布。但這已經打開了UWB技術從工業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、社會發展的需求,出現了巨大的商機。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絡,調用國家資源的北斗全球定位系統和地面增強基站,才能提供的服務。

相比之下,室內定位,可能能迎來一波創業機會。當然,技術層、芯片層等屬于硬件的機會先出現,畢竟國內的UWB芯片就寥寥無幾,隨著硬件紅利期后,才可能出現應用層的機會,當然應用層也會面臨著現在LBS服務商的競爭壓力。

UWB技術民用市場規模

①基于UWB的特點,在民用領域也有非常廣泛的應用空間。比如說養老行業、電力行業、醫療行業、化工廠行業、工廠跟倉庫、停車場、司法行業、博物館等領域,初步估計,UWB的民用市場規模將近300個億。

②UWB是近幾年才發現并且開發出部分產品應用的,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整個市場規模大概是11個億,預計到2020年整個市場規模要將近接近120億。

③根據數據統計,全球范圍實施定位系統市場規模將由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,家庭整體音響系統能夠根據聽者的位置,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,從而在設備之間發送數據。

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據的相位角,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生成平面圖,利用雷達,IEEE 802通信協議,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模控制。

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,還可以監測到附近iPhone的存在,從而實現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分布系統中的位置,指揮各設備快速進入工作狀態,成為家居系統的大腦,而UWB則是組成神經網絡的重要一環。

結尾:

高精度定位商業化在崛起,已經有初創公司搏殺其中,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。


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