ot;display: block;">Zigbee、近場通信(NFC)等小碼流的短距離無線傳輸技術(shù)與靠電磁感應(yīng)、無線電波、以及共振作用的短距離充電技術(shù)相比,有兩大共同點:首先,它們的作用范圍都在幾十甚至幾米之內(nèi)(無線充電距離更短)；其次,它們目前已經(jīng)基本解決好了技術(shù)層面的問題,要想實現(xiàn)大規(guī)模商用,首要之急是盡快建立良好的生態(tài)環(huán)境。
從Zigbee發(fā)展進(jìn)程尋找短距離無線技術(shù)新舞臺
在不久前飛思卡爾于深圳舉行的FTF China 2007上,汽車電子、MCU、應(yīng)用處理器、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等出盡了風(fēng)頭。與之相比,雖然并未占據(jù)顯著展臺,但是由于展出了Citygrow科技公司已經(jīng)面市的Zigbee調(diào)光器、電源插座、1位/2位開關(guān),以及臺灣設(shè)計公司根據(jù)客戶需求生產(chǎn)的Zigbee條碼掃描儀(即將投入量產(chǎn))等產(chǎn)品,Zigbee在本次FTF上同樣吸引了眾多工程師的關(guān)注。作為Zigbee聯(lián)盟成員之一,飛思卡爾多年來一直都在努力推動Zigbee生態(tài)環(huán)境的建立。而此次相關(guān)產(chǎn)品的集中展示,也似乎證實了Zigbee支持者們的說法:全球Zigbee市場已經(jīng)開始起步。
飛思卡爾無線及移動系統(tǒng)部無線電產(chǎn)品分部市場經(jīng)理鄺景亮向我們列舉了一系列數(shù)字:2006年,全球Zigbee芯片組出貨量達(dá)4百萬片,收入超過2,000萬美元；到2010年,該數(shù)字有望增長10倍,達(dá)到2億美元。“其中超過80%的市場將屬于頻段的Zigbee。”Kwong介紹,“868/915MHz也會因為.4 2006的發(fā)布和未來.4c和.4d的發(fā)布而受到推動。”
Zigbee的起步在于找到了合適的應(yīng)用市場。例如,節(jié)能是ZigBee的一大特色,以飛思卡爾最新推出的MC1322x為例,“RF+MCU”解決方案的耗電量不足20mA,在睡眠狀態(tài)時的耗電量更是僅為1-2μA。正因如此,不少OEM廠商將其用在了燈光控制中。“Zigbee特別適合燈光控制,因為電燈開關(guān)在99.9%的時間里都處于休眠狀態(tài),只會周期性地喚醒數(shù)毫秒來檢查傳感器或查詢其他無線收發(fā)器,所以節(jié)點的總功耗接近休眠模式的功耗。”Kwong介紹,“此外,不同廠商之間的Zigbee產(chǎn)品還可以實現(xiàn)互操作。”
在控制領(lǐng)域,與1個藍(lán)牙主設(shè)備僅可以鏈接7個從設(shè)備相比,ZigBee協(xié)議理論上可以在同一個網(wǎng)絡(luò)中支持超過65,000個設(shè)備。“當(dāng)然實際工作中無法實現(xiàn)65,000個節(jié)點,因為每一個點都使用相同的頻段,同時傳送和接收會使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)堵塞。在控制領(lǐng)域等實際應(yīng)用中,幾百個點最為合適,目前我們的產(chǎn)品最大可以實現(xiàn)數(shù)千個點同時工作。”鄺景亮解釋道。
截至目前,飛思卡爾在Zigbee上的產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第三代了。據(jù)鄺景亮介紹,第一代產(chǎn)品是單獨射頻部分；第二代是將射頻和單片機封裝在一個芯片中；第三代產(chǎn)品被稱作套裝平臺(PiP, Platform in Package),以MC1322x為代表,將ZigBee應(yīng)用的基礎(chǔ)組件整合在單一套件中。MC1322x平臺將一個32位MCU、一套完全兼容.4的收發(fā)器、平衡-不平衡變壓器,以及RF匹配組件全部整合在一個小巧的LGA封裝中,幾乎完全不需要外部RF組件。
不過,鄺景亮也表示,Zigbee仍需要繼續(xù)尋找能夠?qū)崿F(xiàn)大批量生產(chǎn)的決定性驅(qū)動力量。除了在展臺中展示的產(chǎn)品,鄺景亮還列舉了幾個客戶目前正在進(jìn)行的設(shè)計,如Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)探測器、同時可以帶4個攝像頭的家庭監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、佩戴在學(xué)生身上進(jìn)行模糊定位以及緊急事故報警的安全網(wǎng)絡(luò)等等。
事實上,除了監(jiān)控、自動化、工業(yè)控制應(yīng)用外,飛思卡爾還通過與索尼公司的合作,將Zigbee帶入了家庭娛樂領(lǐng)域,而該舉,很可能就此引發(fā)Zigbee的使用熱潮。去年8月29日,索尼宣布其推出的15款新型“BRAVIA”系列液晶電視中,有13款配備了采用飛思卡爾Zigbee技術(shù)的無指向性RF遙控器,以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紅外線遙控器。“使用Zigbee技術(shù),今后的遙控器不僅能夠控制電視,還可以通過置于電視機上的按鍵尋找遙控器、同時進(jìn)行DVD控制、照明控制、空調(diào)控制甚至DLNA及ECHONET標(biāo)準(zhǔn)家庭內(nèi)網(wǎng)統(tǒng)一控制。”鄺景亮表示,“今年年初,消費者就會在市場上陸續(xù)看到相關(guān)產(chǎn)品的推出。”
而如此誘人的RF遙控器領(lǐng)域并非只有Zigbee一個“玩家”,315MHz的RF、的超低功率RF以及藍(lán)牙產(chǎn)品,都是該領(lǐng)域的競爭選手。目前,夏普已經(jīng)將Cypress的射頻技術(shù)用在其下一代互聯(lián)網(wǎng)AQUOS遙控器中；而在家庭游戲系統(tǒng)中,任天堂的Wii、索尼的PlayStation 3等,則使用了藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。與他們相比,Zigbee的最大優(yōu)勢就在于低功耗。
RF遙控器的出現(xiàn)無疑為幾個短距離無線技術(shù)打了一劑“強心針”,同時也暗示著紅外線在電視遙控器中超過30年的使用即將成為歷史,雖然這在短期內(nèi)還不會發(fā)生。因為與紅外線技術(shù)相比,RF遙控器所使用的無線規(guī)格紛雜,很難像紅外線遙控器那樣通過調(diào)整實現(xiàn)兼容,因此鄺景亮所提到的完美的智能家庭控制“藍(lán)圖”目前看來還很難實現(xiàn)。因此,對于RF遙控器而言,盡早建立行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),解決不同設(shè)備之間的互操作性問題,才能使該市場盡快起飛。
除了Zigbee技術(shù),在短距離無線領(lǐng)域,藍(lán)牙技術(shù)今年仍將保持迅猛的發(fā)展勢頭。有報告指出,隨著手機藍(lán)牙普及率的不斷提高,2007年,全球藍(lán)牙終端設(shè)備出貨量預(yù)計超過了8億個,比2006年增長40%以上,而游戲機設(shè)備在2007年已經(jīng)超過藍(lán)牙耳機,成為僅此于手機的第二大應(yīng)用。而NFC技術(shù),卻由于涉及到支付安全、政府法規(guī)、產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)緊密協(xié)調(diào)等方面的因素,在短期內(nèi)仍然無法實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
短距離無線充電
2008年另一個值得期待的技術(shù)就是短距離無線充電。目前,中國市場上也在出售一種無線充電器,但是它并非真正意義上的無線充電,僅僅是一個備用電池。我們這里所討論的無線充電器,是指不通過物理聯(lián)接就能傳送電能,實現(xiàn)為手機、MP3、藍(lán)牙耳機等耗電量相對較小的電子產(chǎn)品充電的目的。當(dāng)然,這是大家首先想到的應(yīng)用手段,事實上,短距離無線充電還可以實現(xiàn)為低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及病人體內(nèi)的醫(yī)用植入設(shè)備進(jìn)行充電。
目前,實現(xiàn)無線充電主要通過三種方式,即電磁感應(yīng)、無線電波、以及共振作用。目前最為常見的充電墊解決方案就采用了電磁感應(yīng),通過初級和次級線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流,從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端,該解決方案提供商包括英國Splashpower、美國WildCharge和Fulton Innovation等公司。從Splashpower網(wǎng)站我們可以看到,該公司目前可以實現(xiàn)在一個充電墊上對一部數(shù)碼相機和一部手機同時充電,但是該公司發(fā)言人也在近期表示,其首款帶有Splashpower功能的消費類終端產(chǎn)品將不會于2008年下半年前面世。與之相比,Fulton公司的商業(yè)化表現(xiàn)更佳,已經(jīng)宣布與摩托羅拉、家具制造商Herman Miller以及汽車部件制造商Visteon公司合作來推廣其技術(shù)。事實上,電磁感應(yīng)解決方案在技術(shù)實現(xiàn)上并無太多神秘感,中國本土的比亞迪公司,早在2005年12月申請的非接觸感應(yīng)式充電器專利,就使用了電磁感應(yīng)技術(shù)。因此目前該領(lǐng)域供應(yīng)商采取的措施,就是使產(chǎn)品盡早上市,成為該領(lǐng)域的“事實標(biāo)準(zhǔn)”,從而成為最終的事實標(biāo)準(zhǔn)。
無線電波是另一個發(fā)展較為成熟的技術(shù),其基本原理類似于早期使用的礦石收音機。該領(lǐng)域的代表公司Powercast表示,其最終研制的微型高效接收電路,可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時保持穩(wěn)定的直流電壓。只需一個安裝在墻身插頭的發(fā)送器,以及可以安裝在任何低電壓產(chǎn)品的“蚊型”接收器,Powercast解決方案就可以將無線電波轉(zhuǎn)化成直流電,在約1米范圍內(nèi)為不同電子裝置的電池充電。目前,該公司已經(jīng)與菲利浦公司簽署了合作協(xié)議。
另一種尚在研究中的技術(shù)是電磁共振。由麻省理工學(xué)院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊利用該技術(shù)點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡,并將其取名為WiTricity。該實驗中使用的線圈直徑達(dá)到50cm,還無法實現(xiàn)商用化,如果要縮小線圈尺寸,接收功率自然也會下降。因此,他們預(yù)計在未來幾年內(nèi),最終開發(fā)出能夠安全為筆記本電腦和其它設(shè)備的無線充電產(chǎn)品。
任何希望能夠進(jìn)行無線充電的設(shè)備,都需要內(nèi)嵌接收器,這很可能會增加產(chǎn)品的成本和重量,并形成一個“雞和蛋”的問題。此外,不同公司的充電器和被充電設(shè)備的不相容,也將成為無線充電技術(shù)的真正難題,從而減慢消費者的接受速度。簡言之,短距離無線充電技術(shù)由于涉及到可能的射頻泄漏、授權(quán)的無線電波頻段、標(biāo)準(zhǔn)化、成本等問題,其大規(guī)模商用還尚需時日。但是不可否認(rèn),移動電子產(chǎn)品對低功耗的追求(比如MP3可以用不到30mA的電流工作)為無線充電產(chǎn)品提供了一個廣闊的應(yīng)用空間。而且考慮到Apple、Motorola、LG以及NTT DoCoMo等著名公司對無線充電技術(shù)的關(guān)注,相信不久之后,帶有“支持無線充電”字樣的數(shù)碼產(chǎn)品就將成為市場的主流。
表1:三種短距離無線充電技術(shù)比較
作者: 唐曉琪, Vivian Tang
