谈到物联网中的连接技术,人们最先想到的是WiFi、蓝牙、ZigBee、电力线等等,这些都是比较常用的无线连接技术,由于它们技术比较成熟,成本也不高,受到了大部分厂商的采用。但这么多年来一直不温不火,相互之间也是竞争依旧,谁也没能脱颖而出,成为最出彩的那个。

而就在去年6月份,3GPP在短时间内同时指定了两个新的蜂窝技术标准:Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)。与性能指标一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反,Cat-M1和Cat-NB1选择一路向下,主要原因是根据物联网的要求,去掉了不必要的高数据率、高移动性、超强传输能力特性,降低了系统复杂度与成本,提高了系统续航时间,可实现4G调制解调器的海量部署、规模经济和超长生命周期。

Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)给物联网带来了一缕新风,一时间NB-IoT受到了各大芯片开发商、主流运营商和设备商的亲睐。据相关市场调研,2017年,全球NB-IoT市场价值预计将达到3.21亿美元,2022年将会达到82.21亿美元。

正是在此背景下,近日,美国高通联手物联网智库、LPWAN产业联盟在深圳举办了一场线下沙龙活动,在活动现场,美国高通、美的集团、小米生态链公司绿米联创、东软集团、机智云和创感科技等公司跟现场人员一起探讨eMTC和NB-IoT在智能家居、可穿戴、医疗设备等方面的应用实践。

高通商用级低功耗广域网芯片已开始出货

在沙龙上,高通公司资深业务发展经理李德凯谈到,过去30年,主要的任务是连接你我,而未来的30年的主要任务将是连接万物。未来的连接设备将会是一个非常庞大的数字。

要连接万物,就必须用到连接技术,他认为,不论是蓝牙、WiFi、NFC、电力线,还是蜂窝,都需要全球标准的支持,需要与不同基础设施厂商无缝互操作。

20170616-qualcomm-1 图1:高通公司资深业务发展经理李德凯在分享全球多模窄带物联网解决方案。

李德凯同时指出,去年3GPP推出的LTE窄带技术(即eMTC和NB-IoT)将会推动物联网的发展。因为该技术可以降低系统复杂性,功耗更低,覆盖面更广,具有更高的节点密度。

20170616-qualcomm-2 图2:eMTC和NB-IoT之间的各个参数对比。

据李德凯介绍,高通不仅有支持千兆级的数据通信芯片,也有专门针对物联网市场的芯片。目前,高通已经推出了商用级的物联网低功耗广域网芯片,其中MDM9206是同时支持Cat-M1/NB1的芯片。可以应用在安防、汽车、可穿戴设备、医疗等领域。它可以支持语音通信。

MDM9206集成了一颗ARM Cortex-A7处理器,可以为客户节省一颗外部MCU。李德凯还强调,MDM9206是支持全球定位,因此可以绘制出比较精确运动轨迹。比如说共享单车中的摩拜单车就使用了该芯片。

李德凯在沙龙中分享的主题为:全球多模窄带物联网解决方案,具体的演讲视频如下:

LTE在可穿戴领域中的应用

随后高通公司产品市场经理丁勇介绍了高通在可穿戴领域的战略布局。

20170616-qualcomm-3 图3:高通公司产品市场经理丁勇在阐述LTE在可穿戴领域中的应用。

“高通在2014年进入可穿戴行业,我们给这个行业带来了非常多的变革,比如说我们是第一家提出4G在可穿戴设备中应用的厂商。到目前为止是全球封装尺寸最小的可穿戴平台解决方案供应商。最小尺寸可以做到10×10mm。”丁勇表示,“在此之前,大部分的可穿戴产品以蓝牙、WiFi,或者2G产品为主,但今年开始,几乎所有大的厂商都开始研发和准备上市4G可穿戴产品。”

丁勇在演讲中提到,高通不仅有广泛的知识产权,也有丰富的产品线,目前可以提供CPU、GPU、音频技术、蓝牙和WiFi等等产品和技术。

具体到可穿戴应用,丁勇从不同方面进行了详细阐述。在传感器方面,他表示,“高通跟全球主要的传感器厂商合作优化我们的算法。”

在套片方面,主要分为主芯片、电源芯片、射频芯片和蓝牙WiFi芯片,

软件方面,可以支持的软件有Android,Android Wear,以及国内的操作系统等等。

去年推出了新一代的可穿戴设计平台,针对中高端市场有Snapdragon Wear 2100,针对低端市场有Snapdragon Wear 1100。

未来,高通还会推出新的可穿戴解决方案,称为3100和1200,“我们会在之前2100的基础上做了一些优化,比如在体积、功耗、传感器、还有蓝牙和WiFi方面做一些优化。并且我们会不断引入新的技术,以促进可穿戴市场的发展。目前,高通占了中国可穿戴市场80%的份额。”丁勇最后提到。

具体的演讲视频如下:

低功耗广域网在智能家居中的应用

传统家电企业目前面临着产品竞争激烈;人口红利消失/成本压力增大;产品创新或者新技术突破难度大;以及用户关系亟待改变的挑战,不少传统家电企业都在寻求转型升级,希望找到自己的发展之路。美的智慧家居先行研究负责人陈挺博士就在沙龙活动上谈到了“美的智能家居生态布局与家电行业转型思考。”

他认为物联网将会主导未来十年的发展,“物联网不仅是要将物体与物体连接到一起,还需要把人、服务商,以及物体都连接起来,因此我们不能只做一个产品,而是需要做一整套的智能家居生活场景。”

20170616-qualcomm-4 图4:美的智慧家居先行研究负责人陈挺博士在谈智能家居生态布局和家电行业的转型思考。

目前美的的智能家居产品主要有通信模块、智能套装和租赁平台。通信模块有局域网内的联网WiFi、蓝牙、ZigBee等模块,也有2G、3G模块和正在开发的NB-IoT模块;智能套装就是基于某个生活场景去深耕,在这个场景下会用到的产品,这里并不只是包括美的的产品,也包括合作伙伴的产品。对于租赁平台,陈挺博士解释说,“这是一个新兴的市场,居美的目前的实践来看,这个市场有很大的潜力。特别市在校园等一些公共场所,电器的共享很是火爆。”

通过美的的租赁平台,比如说洗衣机、空气净化器、饮水机等等,用户可以通过微信、App等支付手段,来享受一定时间,或者一定次数的服务。

陈挺博士最后表示,“美的未来会从智能家庭、智慧小区和租赁平台三方面引入NB-IoT设计,因为NB-IoT可以帮忙解决信号不稳定、功耗高等问题。”他同时也指出,“对于功耗问题,需要系统应用厂商、芯片厂商和运营商共同合作来克服,美的目前已经跟中国移动搭建了一个试验网络,正在做一些尝试和研究。”

如何切入智能家居市场

在小米生态链公司绿米联创总经理游延筠的分享中,他谈到了自己是如何做智能家居产品的。

20170616-qualcomm-5 图5:小米生态链公司绿米联创总经理游延筠在分享小米生态链是如何做智能家居的。

“其实最开始,我们是做楼宇自动化的,做的事情就是如何让办公场所更加节能,比如说优化门口的遥控器、开关,人离开后,灯和空调自动关闭等事情。”他回忆说,“我们的产品是通过采集环境光、机械能等环境能源来给传感器和开关供电。”

不过2014年加入小米生态链,有了小米平台支持后,“我们重新评估了我们的技术路线,开始考虑做智能家居产品了。最后,我们选择了ZigBee协议,苦战一年,做了一个最小的智能家居系统。”游延筠在演讲中谈到。

对于为什么做一个最小的系统,他是这样解释的,“智能家居应该是一个系统,而不是一个单品,产品之间需要互联。从最小的系统做起,争取每个产品都做成爆品,这样可以形成口碑,先让用户玩起来,然后跟用户一起来做产品,扩大产品的生态,这样会更好。”

经过两年的发展,现在绿米不仅有最开始的小米系统家具套件,也有更多智能家居产品,比如说温湿度传感器、魔方、空调伴侣和智能插座等等产品。

游延筠表示,绿米主要做后装系统,这样用户不需要更换家里的家电产品就能实现家电产品智能化。

对于NB-IoT的好处,游延筠觉得可以大大降低智能家居产品的使用门槛,之前的产品主要采用WiFi、ZigBee等连接方式,用户买到产品后,由于连接不畅,就选择退货了,使用NB-IoT的话,厂商可以在出厂时就设置好,用户拿到产品就能用,可以提升用户的使用体验。

虽然NB-IoT有很多方面的优势,但是他依然提出两点担忧:因为智能楼宇里需要连接和控制的传感器节点非常地多,他不免担心NB-IoT的节点密度是否足够。另外,他还担心的问题就是价格,由于现在使用的人还不是很多,无法实现规模化,因此价格还是偏贵的。

NB-IoT在医疗领域的应用

在医疗领域耕耘多年的东软集团,除了专注传统的医疗设备制作外,也在积极布局医疗物联网。在本次沙龙上,东软集团的业务拓展总监钱鹏就分享了东软在医疗物联网方面的布局。

20170616-qualcomm-6 图6:东软集团的业务拓展总监钱鹏在分享医疗IoT的现状与未来。

在钱鹏看来,医疗物联网应该覆盖从医院内到医院外的所有应用场景。他特意以医院内的智慧病区方案为例子做了详细的介绍,“以前,护士站都是一块黑板,护士就在黑板上记录病人的信息,这在交接的时候很容易出现信息遗漏的情况。现在我们可以换成大的电子屏幕,不同的病人信息用不同颜色表示,信息也会更加全面,另外护士也可以用自己手上的PDA随时查看病人的信息。还有,就是我们用智能输液产品来减轻护士的工作强度等等。”

20170616-qualcomm-7 图7:东软的智慧病区方案。

NB-IoT对老医院的智能化改造有很大的好处。钱鹏表示,“由于很多医院都是几十年前就建造好了,如果用WiFi,ZigBee等局域网连接技术来进行智能化设备改造的话,就需要布线等等,这对老医院来说很是不方便,难度也比较大,而如果使用NB-IoT的话,就简单多了。”

NB-IoT加速智能家居服务升级

在机智云CEO黄灼看来,蜂窝物联网会加速智能家居服务升级。机智云主要是为物联网企业提供云端服务支持的企业,他拿机智云支持过的一些企业举例,比如说奥付云。

20170616-qualcomm-8 图8:机智云CEO黄灼。

以前进游戏厅的第一件事就是买币,然后才能玩自己喜欢的游戏;在商场抓娃娃也需要兑换硬币。而有了蜂窝网络之后,就可以直接使用微信支付或者支付宝支付来完成,无需再兑换游戏币或者硬币了。他觉得这是一个很大的替换市场。

20170616-qualcomm-9 图9:黄灼分享的奥付云案例。

AI+足部可穿戴

最后,创感科技联合创始人李志男分享了基于算法和人工智能的可穿戴应用。

老实说,在此之前,小编并没有听说过步态分析这一术语,通过李志男的演讲才知道,原来步态是人体深层数据,能反应人与人之间的差异,直接表征人体的结构、习惯和组织等内在因素。可以在医疗级应用中用于肌肉疾病、骨骼疾病、神经疾病的发现、诊断、跟踪和支具制备;在运动领域检测运动损伤、健身指导等等;日常生活的跟踪服务、健康管理等也会用到。

不过步态分析的专业设备体积非常大,价格需要几十到几百万不等,检测过程十分繁琐,需要人工介入,非专业人士完全看不懂。

当然,办法总是人想出来的,创感科技就通过算法和人工智能的办法,做了一个非常小巧的步态分析可穿戴设备,据李志男说,精确度跟专业级的相比,相差也不是很大。 20170616-qualcomm-10 图10:创感科技科技联合创始人李志男分享了基于算法和人工智能的可穿戴应用。

关于低功耗广域网的更多应用资讯可以参考下面这个链接: http://site.eet-china.com/RC/Qualcomm/Qualcomm_minisite.html

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