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碎片化物联网如何快速导入无线连接?

Franklin Zhao?? 2015年09月25日 ?? 收藏0
家庭物联网是近两年来的一个非常热的话题。这其中的一个很明显的趋势是,无线连接已经变成一个跨行业的应用——它已经从手机等消费类应用横跨到多领域产品中。因此,很多的初创企业投身到家庭物联网产品的研发设计当中。然而,家庭物联网等新兴产业连接技术众多,产品设计没有范式可循。这些初创企业怎样才能将无线连接快速导入到产品设计?

图1:博通公司无线连接业务产品营销总监孔海泉(右)
图1:博通公司无线连接业务产品营销总监孔海泉(右)

博通公司无线连接业务产品营销总监孔海泉向记者介绍说,家庭自动化从灯到家电等的控制都可以通过无线方式来实现。除了在家庭和办公场所以外,很多会花很多时间在堵车上。因此,汽车行业对安全性及实时通信提出了要求,包括智能汽车网络连接的要求。可穿戴设备也是火了很久的一个范畴,从手环、指环到手表等。

这些产品已经变得越来越贴近我们的日常生活。除此之外,在医疗、工业和其他新兴领域也都有越来越多无线连接的需求。这些领域对无线连接规范、兼容性和包括功耗在内的很多技术规范都提出了不同的要求。比如,在工业控制领域,无人机是一个非常重要的应用案例。这类产品对WiFi的要求和以往任何一类产品都不一样——它要求覆盖范围(连接范围)达到2km甚至以上,同时还要保证高速的连接。这不仅仅是增加一个射频器件就可以解决。此外,在保证性能的同时,还要对功耗有很好的考量。除了WiFi以外,还要保证控制信道和数据信道的多信道可靠性,因此从发射端到接收端有非常多的要求。

据孔海泉介绍,无线连接已经是横跨多个市场、多个领域的基本要求,目前的主要标准包括HomeKit、Android Wear、HealthKit、Google Fit和Apple CarPlay等。这些标准正在迅速地向前推动,而所有这些技术标准,博通都有专门的技术组和市场、产品研发人员在跟进。

图2:无线连接的主要标准
图2:无线连接的主要标准

博通针对HomeKit推出了WICED解决方案(wireless internet connectivity for embedded devices,无线连接的嵌入式解决方案)。“WICED方案从医疗到家庭/厨房(包括温湿度、空气清新产品),小到智能水杯、大到冰箱、空调等,都有客户使用。而随着越来越多的产品投放市场,我们也看到了一些问题。”孔海泉表示。

无线互联需要攻克四大难关

无线互联产品种类众多,用户使用习惯千差万别,但其中最重要的一点是互操作性(连接性、互通性或兼容性)。从技术标准组织到芯片厂家、到ODM厂家,大家的一个共识是,互通性是保证一个产品在用户层面能够快速推广的最重要的因素。在这个方面,就需要做到安全和认证。

图3:无线互联需要攻克的四大难关
图3:无线互联需要攻克的四大难关

当应用性得到解决的时候,安全性就变成了一个很重要的问题。解决安全性有很多方法,比如采用安全芯片,采用加密方法,采用云身份认证。“今天我们不仅是在芯片方面,还在基带、数字和设备方面有做很多安全性的工作。”孔海泉表示,“我们在我们的无线整体性的解决方案里面,已经配合我们的合作厂家、云的厂家以及技术专门组织,把他们安全性的产品设计实现在我们的各个环节。比如,在智能灯里,蓝牙SIG在4.2标准中就有针对安全性的专门要求。我们不仅要在芯片上支持BT 4.2,还要在业务层面、在IP stack之上增加安全性的认证。这点当然是我们和合作厂家一起配合实现的。”

第三,多设备要做到互联互通,因此,无缝连接(或者说设备间的切换)是非常重要的一点。“在无缝连接方面,我们要保证软硬件的集成度非常好。比如,智能电视(包括盒子)的遥控器现在都由红外变成了蓝牙,在增加蓝牙的时候,你不能改变用户的使用习惯——用户在按遥控器时,它需要立马有反应。但是,蓝牙当中有睡眠唤醒机制,而且,电视在关闭时,功耗不能超过某个特定指标。这时,它的WiFi可以关闭,但是蓝牙不能关闭,因为蓝牙关闭,它就无法继续联系了。这就提出了一个基本要求:如何能在电视关闭的同时保持蓝牙连接,同时,在用户操作遥控器时能够快速连接。在这其中,博通做了大量的工作,我们有一个新的技术叫做wake on wireless(无线唤醒,WoW)。这个技术在现在很多的无线互联,特别是要对很多设备进行控制的时候,它就提出了一个很挑战性的问题:你如何能够让它在低功耗的情况下保持连接方式?”孔海泉谈道。

把以上几点都解决后,就需要把概念做成产品。“移动互联产业实际上还处在摸索的阶段,包括‘需求是什么,怎样将产品快速导入’这些问题,没有人能告诉它应该是什么样子。”孔海泉指出,“这个市场非常的碎片化、多元化。那么,我们怎么才能让我们的产品设计去适应这么多的定制化需求?这就需要提供完整的参考设计,从而使产品能够从原型设计快速上市,让解决方案快速地变成最终产品。博通综合了其合作厂家,包括芯片合作厂家、云服务合作厂家、甚至是制造厂家,来打造完整的参考设计。”

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