全部已读
 
 

工业物联网应用遍地开花 u-blox完备方案满足全球市场需求

2018/10/09 - 李佳玲

通讯、定位与时序(timing)技术是工业物联网(IIoT)应用的三大支柱。透过把大量的工业传感器或控制器与集中式监控或控制系统连结在一起,就能实现更快速、更智能的决策制定。如今,随著这些技术的成熟与汇聚,IIoT已在全球各地掀起部署的热潮。

IIoT能提升生产力、创造工作机会、并推动创新,可显著提升企业的竞争优势与全球经济发展。顾问机构Accenture对全球20个主要经济体(约占全球经济总额75%)研究指出,到了2030年,IIoT将为其增加10.6~14.2兆美元的国内生产毛额(GDP)。因此,全球不论政府或企业界都正积极投入IIoT相关计画的研发与部署。

主要的挑战:缺乏统一标准

虽然IIoT正蓬勃发展,但是Morgan Stanley的研究指出,早期的IIoT计画中采用了各种不同的通讯与定位技术,缺乏统一标准将会是IIoT扩大部署的主要障碍。

IIoT需要的低功耗无线通讯技术,目前有许多技术可供选择,有些是相互竞争,有些是彼此互补。在短距离应用,有Wi-Fi、蓝牙(和蓝牙低功耗BLE);针对长距离应用,有基于蜂巢式技术的LTE Cat M1和LTE Cat NB1。在定位领域,则有四个主要的全球导航卫星系统(GNSS):GPS、伽利略(Galileo)、GLONASS和北斗。

身为产品开发人员,要选用何种通讯或GNSS技术取决于产品的功能以及目标市场的要求。随著IIoT应用在全球各地展开布署,我们来检视一下目前各主要市场的应用现况以及采用的技术。

1.欧洲:

德国是欧洲推动工业4.0最具代表性的国家,政府正投入大量资源,积极推动。此外,英国也成立创新机构,发展智能医疗与智能运输应用;法国政府两年前也宣示大力支持工业数码化计画。

在EMEA,LTE Cat NB1和2G蜂巢式技术是目前较普遍采用的长距离通讯技术,因其可提供宽广的覆盖范围,同时LTE Cat NB1已被许多的智能量表计画采用,它的讯号可深入地下数公尺。例如,在里斯本,华为正利用NB-IoT技术进行智能电表布署。定位方面,欧盟推动的Galileo GNSS则是主流。

2.亚太区:

在亚太,包括大陆、印度、日本和韩国也都如火如荼地展开IoT相关计画。例如,在韩国,Cobilsys推出超精巧的ATPACK追踪器,可用在IIoT环境中追踪车辆和货柜车等移动物体。此追踪器采用了两项u-blox产品,包括能同步利用三种卫星导航系统的GNSS模块、以及HSPA/GSM蜂巢式通讯模块。在印度,Forest Minister推出新型的手持式GNSS 装置,结合传统的GNSS与印度自有的GAGAN系统,可提升林业与动物管理的准确性。

至于低功率广域(LPWA)技术,亚太区与EMEA的趋势为类似,主要采用LTE Cat NB1技术。

3.美洲:

美洲选用的LPWA方案较为不同,是以LTE Cat M1为主。应用方面,也是呈现多样、蓬勃发展的态势。例如,美国政府的疾病管制中心正进行一项试验计画,评估如何将IIoT运用于采矿业的监控系统,其中包括RFID、无线通讯、无线传感器、以及实时定位感测等。

此外,农业设备制造商John Deere 已推出各项产品与服务来提升客户的效率,利用连网设备来实现远程管理、设备监控等。加州的Xirgo Technologies在其工业用追踪与监控产品中导入了多项技术,应用包括出货货柜的追踪,以及货柜车追踪,后者利用能量采集技术,无需外部电源便可运行。

实现IIoT需要混合式解决方案

从以上的实际应用可知,透过集成各种不同的技术,IIoT正展现出多样化的使用案例与无限的可能性,也因此,对于技术灵活性与互通性的需求将与日俱增。这也是为什么u-blox的产品深获客户青睐的原因。u-blox可提供包括无线通讯与定位的丰富产品组合,能以一站购足的方式,满足IIoT的多样化应用需求。

在定位产品方面,ZOE-M8是超精巧的GNSS系统级封装(SiP)模块,可同步接收三种GNSS讯号,并且内建SAW和LNA,尺寸仅4.5mmx4.5mmx1.0mm。MAX-M8是精巧型u-blox M8 GNSS模块,同样可同步接收三种GNSS讯号(GPS、伽利略、GLONASS或北斗),并具备领先业界的-167 dBm导航灵敏度,而且与MAX-7和MAX-6接脚兼容。

在蜂巢式通讯产品方面,LARA-R2是具备定位功能的单一与多模LTE Cat1模块,采用精巧的LARA LGA封装,并能轻松地在u-blox 2G/3G/4G模块间进行升级。具备全球覆盖率的SARA-R4是超精巧的LTE Cat M1/NB1与EGPRS模块,能以单一硬件版本弹性设定所需的电信规格,具备低功耗与更长的电池使用寿命,而且基于它更广阔的覆盖范围,可使用于大楼或地下室,地面下的装置可采用NB1模式。

另外,适用于工业市场的NINA-W1是可支持2.4GHz ISM频带802.11 b/g/n标准的超低功耗Wi-Fi和蓝牙模块。NINA-B1则是已通过全球认证的高效能蓝牙低功耗模块,能支持Arm Mbed与Nordic SDK的开放式CPU架构,并可采用内部或外部天线设计。

随著各地IIoT应用的快速发展,选用具前瞻性设计的适切方案,以因应全球市场的多样化需求是缩短产品开发周期与降低成本的重要策略。u-blox拥有支持各种工业应用的丰富产业经验与领先的技术,可协助客户建构IIoT应用的重要基石,让客户的产品与服务在新的数码时代中保持领先优势。(本文由u-blox提供,李佳玲整理报导)


图说:通讯、定位与时序(timing)技术是工业物联网(IIoT)应用的三大支柱。选用具前瞻性设计的适切方案,以因应全球市场的多样化需求,是缩短产品开发周期与降低成本的重要策略。


图说:SARA-R4具备全球覆盖率的超精巧LTE Cat M1/NB1与EGPRS模块。


图说:LARA-R2具定位功能的单模与多模LTE Cat 1模块。


图说:MAX-M8精巧型u-blox M8 GNSS模块。


图说:ZOE-M8性能卓越超小型GNSS SiP模块。


图说:NINA-B1最先进的蓝牙低功耗模块。


图说:NINA-W1适合工业应用的最精巧Wi-Fi和蓝牙模块。