物聯網(IoT)技術已經逐漸被應用于人類日常生活中的各個層面,讓每一個個人,都能隨時隨地與數十億個事物相互連接。
物聯網的應用范疇廣泛,包括消費領域,例如智能家居、互聯汽車和穿戴式設備等;及工業領域,包含能源系統、農業、礦業、交通、醫療保健等。在各種不同環境下,物聯網都能發揮不同的效用,同時也應對多樣化的使用者需求。這正意味著沒有任何一項單一技術,可以有效地滿足物聯網的所有需求層面。
而目前,無線通信技術可在促成物聯網的連接性上,發揮出關鍵作用。這些無線通信技術包括蜂巢式、WLAN、Bluetooth低耗電、ZigBee、Z-Wave、NFC、RFID等技術。而透過這些無線通信技術,物聯網將可在五大應用領域逐漸發光發熱,這包括手機、穿戴式設備、聯網汽車、智能家居以及醫學等五大領域。
手機:無線化是關鍵
沒有任何單一技術,可以有效地滿足物聯網所有需求。而無線通信技術可在促成物聯網的連接性上,發揮出關鍵作用。
智能手機的問世,改變了人們溝通、導航、互動和娛樂方式。智能手機是早晨喚醒我們的鬧鐘。享用餐點時,可以用手機或平版閱讀新聞。人們可以使用智能手機導航前往各地、查看天氣、收發電子郵件,以及上網訂車票或機票。無論在汽車內、火車上、山中或海灘上,隨時皆能瀏覽信息,并遙控可聯機的諸多其他無線設備。
從家中到車內,甚至我們的健康狀況,都是無線技術的應用范疇??涉溄訑蛋偃f訂制化應用程序的智能手機和平板計算機,使我們能控制和監視我們生活的世界。當今移動設備普遍使用的無線技術包括:
? 2G/3G/4G/LTE – 最為普及的移動設備技術,可在地球上幾乎任何地方實現移動聯機
? Wi-Fi – 透過無線網絡播放電視、電影或體育賽事現場直播時,智能手機或平板計算機便變為移動迷你娛樂中心
? 藍牙和低功耗藍牙 – 用于連接近距離無線設備和接口設備及智能手機和平板計算機
? 近距離無線通信 (NFC) – 近距離無線通信 (NFC),可透過智能手機和智能卡實現付款和金融交易
穿戴式設備:個人化應用是關鍵
穿戴式設備的發展可稱得上是由無線技術領域的新創新所驅動。剛開始時,穿戴式設備是有意跟蹤自己運動成就或日常身體活動的運動型人士手腕配戴設備。在今日,穿戴式設備技術已經擴大應用在無線運動鞋、具有上網功能的強化現實眼鏡、功能萬用的智能手表,甚至還能測試血糖水平的隱形眼鏡。在糖尿病患者想吃零食、需要注射胰島素或醫治時,提醒他們。在今后幾年,穿戴式設備市場將會出現大幅度的成長。
近年來無線技術的發展,正使穿戴式設備變得普及且價格合理。大多數人甚至不會察覺,穿戴式設備技術能為我們帶來便利、效率和拯救生命等益處。當今穿戴式設備的無線技術包括:
?2G/3G/4G/LTE
?智能藍牙(又稱低功耗藍牙)– 使耗電低的小型鈕扣電池可使用數月或數年,可讓穿戴式設備在日常生活中使用無憂。也可讓穿戴式設備近距離下載數據至網絡應用程序。
?Wi-Fi – 速度快如閃電的數據網絡,可透過配備強大功能小型處理器的手表上網
?GPS – 透過全球衛星網絡,從地球任何地方跟蹤使用者的活動,可測量游泳、騎自行車、步行或跑步速度
自動化家庭:家用無線網絡正方興未艾
從家中到車內,甚至我們的健康狀況,都是無線技術的應用范疇。
越來越多家用設備正與家用系統鏈接。透過手機和平板計算機能控制調溫器、透過數字攝影機監控家中情況、管理安全系統等,可從世界任何地方做到這一點。 不久將來,汽車會告訴家中系統,主人就快到家了。請啟動環境溫控系統、預開冷氣,并打開電燈。
不久前,自動化家庭運用在成本和耗能方面,還缺乏效率。然而,無線連網家用產品的普及,導致許多科技公司在此一市場加大投資。當今自動化家庭的無線技術包括:
?2G/3G/4G/LTE
?Wi-Fi – 方便控制IP家庭網絡
?藍牙和低功耗藍牙 – 能與家用電器通訊
醫學:無線技術將可拯救生命
在物連網互相聯系的世界中,其中一項最激動人心的領域便是醫學領域。醫學領域的無線技術將可實現遠程患者監控、監督用藥劑量并給藥,減少感染風險,以及在無菌操作環境使用各種線纜所造成的其他問題與風險。
今日的糖尿病患者需要前往醫院測試血糖,以確保自己的胰島素注射劑量符合需求。而在將來,患者能遠程測試血糖,即透過藍牙將胰島素泵聯機連結至智能手機,再由智能手機將測試結果傳給醫生。甚至還能遠程調整血糖,并進一步發現問題,而不必在大老遠前往醫院(特別是路程偏遠的醫院)。這將實現新的移動自由,讓患者能更正常生活。目前醫學領域的無線技術包括:
? 2G/3G/4G/LTE
?藍牙和低功耗藍牙 – 用來將醫療設備鏈接智能設備,并近距離傳輸數據
?近距離無線通信(NFC) – 用于將醫療設備上的患者讀數傳輸至平板計算機或手持式數據收集設備
?Wi-Fi – Wi-Fi無線標準802.11ac,可使高帶寬設備實現無線連接,協助醫師以無線方式測量心電圖,或將心電圖儀器聯機互聯網
連網汽車:一路駛向未來
汽車不只是代步工具,還是生活的延伸。目前汽車制造業正大幅采用無線技術,一但汽車與智能設備鏈接,人們的行車體驗將更有趣,不只能播放網絡音樂,還能透過衛星進行導航。
到了2020年,自動駕駛汽車和無人駕駛汽車將進一步成真。隨著這些汽車技術邁向實現,車用無線技術和設備勢必也將大幅度增加,使行車全程無故障運作成為關鍵。目前汽車的無線技術包括:
?802.11p – 世界上許多國家已經開始強制性宣布要將智能運輸系統(ITS)導入到新款車輛。而802.11p是智能運輸系統中的關鍵通訊技術,讓支持車間通訊如V2V(Vehicle-to-Vehicle)或V2I(Vehicle-to-Infrastructure)等。
?GPS – 可從地球任何無障礙點進行定位,以及提供地圖路線指引的衛星導航系統。
?藍牙和低功耗藍牙 – 用于連接車內近距離無線設備,例如智能手機、游戲系統和控制器。
?4G/LTE – 連結車內高速數據管道,使音樂、影片、新聞和信息能透過車載娛樂系統播放。
?Wi-Fi – 和家中一樣,汽車現在配備局域網絡,在高速公路上漫游或城里閑逛同時,還能連接無線設備。
?專用近距離通訊(DSRC) – 透過無線射頻識別轉頻器,使駕駛者在高速行駛時,能以電子方式繳納過橋費,從而實現自動付款,并減少收費站所需資源。
結語
物聯網不僅帶來了許多新的應用,還將透過互聯對象產生巨量的數據,并與外界持續交換各種類型的信息,因此網絡要能夠更快地傳輸更大量的信息,這使得各式各樣的設計和量測挑戰也因此而產生。迎接物聯網的到來,相關的測試大廠也早已經準備好,要為物聯網無線通信技術,做好第一線的把關工作。