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物联网大未来IoT无线组件技术与市场走向

发布时间:2022-02-24 11:13:40 所属栏目:大数据 来源:互联网
导读:在数字化实体世界中,物联网技术的应用相当广泛,市场潜能与商机庞大。麦肯锡(MGI)《物联网:超越市场炒作价值(The Internet of Things: Mapping the Value beyond the Hype)》报告预估,2025年全球物联网产值可望上看11.1兆美元,约占全球经济的11%,9
        在数字化实体世界中,物联网技术的应用相当广泛,市场潜能与商机庞大。麦肯锡(MGI)《物联网:超越市场炒作价值(The Internet of Things: Mapping the Value beyond the Hype)》报告预估,2025年全球物联网产值可望上看11.1兆美元,约占全球经济的11%,9个主要物联网智慧应用场景包含工厂、都市公共健康与交通运输、个人健康与健身、零售环境自动结账、工作场所、物流与导航、自驾车领域、家事自动化及家庭安全,以及办公室安全及能源。
 
  TrendForce资深分析师曾伯楷指出,新冠疫情使产业受到全面性冲击,促使企业加速数字转型步调,疫后新常态也会带动远距商机与终端产品需求。以物联网发展来说,2021年物联网已在数个主要领域落地成形,如个人医疗、设备资安、公共城市及商业制造等领域,其中又以城市、家庭、制造与医疗发展最积极。智慧城市透过IoT、5G等科技整合城市基础建设,进而赋能健康、农业、能源、建筑、交通等领域,完整资产生命周期模拟和串联互动;智慧家庭持续以家庭连网设备及平台为发展核心,发挥智慧化、生态系与便利性等效益,并以语音及边缘AI为主要赋能技术;智能制造藉由导入自动化、数字孪生(Digital Twin)、能源管理、预测性维护等工具,协助厂商应对多变环境与疫情所带来的冲击;智能医疗着眼相关产品性能、临床安全性与数据溯源性等面向,以越趋完善及成熟的产业环境和技术,在后疫情时代彰显其价值,并以感测技术与AI工具为产业发展的核心主力。

  物联网的三大主要组件为传感器、数据储存器及联网技术。以物联网无线通信技术来说,大分短距离通讯及长距离通讯,前者如Zigbee、Wi-Fi、蓝牙、Z-wave等通讯技术,后者如LoRa、SigFox、NB-IoT等LPWAN(Low-power Wide-Area Network)低功耗广域网。LPWAN可分为两类:一是工作于免授权频谱的LoRa、SigFox等技术,也被称为非蜂巢式LPWAN,二是工作于授权频谱下,3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作计划)所支持的2G/3G/4G蜂巢式通讯技术,如EC-GSM、LTE Cat-M1、NB-IoT等,也被称为蜂巢式LPWAN。不同无线技术对物联网要求的组网、功耗、通讯距离与安全性各异,因此适用于不同应用场景。
 
  短距无线通信技术中,蓝牙、Wi-Fi、ZigBee应用最广泛。Wi-Fi是无线网络的基础,网络结构简单,适用于大量数据传输,如影音或AR/VR,缺点是耗电量大,传输范围小,因此Wi-Fi联盟为更远距的无线应用开发IEEE 802.11ah标准,也称为Wi-Fi HaLow,使用免授权的900MHz频段传输,与LoRa、Sigfox都被归类为低功耗广域网 (LPWAN)技术。蓝牙可用于手机、PDA等行动或穿戴式装置,以及无线外围设备如蓝牙耳机、蓝牙键盘等,声音应用较成熟,采用调频技术,通信频段为2.402GHz-2.480GHz,紧跟物联网发展,蓝牙4.2隐私功能更强大,传输速度更快,智能家庭领域采用Buletooth Smart技术的蓝牙设备彼此之间可以不通过网络互联沟通,即便突然断网没有Wi-Fi,智慧家庭中的各项设备仍可以继续工作,2016年已推出5.0版,有效范围最远达300公尺,与蓝牙4.2的1.5MB/s传输速度相比,最快能达到2Mbps。
 
  ZigBee和Z-Wave多应用在自动控制领域,其中,ZigBee被标准化为IEEE 802.15.4,有868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz等三频段,第三个频段为免付费、免申请的世界通用无线电频段。Z-Wave采无线网状网络技术,任何节点都能直接或间接地和通信范围内的其他临近节点相互通讯,美国工作频率为908.42MHz、欧洲为868.42MHz。Z-Wave传输距离远,可靠性高,但目前较专注于智慧家庭领域的发展,市占率不如ZigBee,欧美国家使用率较高。若将传统行动通讯技术(2G/3G/4G)运用于物联网,存在功耗大、成本高等缺点,因此,低功耗广域网(LPWAN)技术逐渐受到重视。IHS Markit报告指出,NB-IoT及LoRa是LPWAN中市占最高的物联网传输技术,预估2023年将有17亿台装置使用LPWAN。
 
  NB-IoT是由3GPP所支持,具备多连接、低功耗、低成本及广覆盖等优势,用户许可证频段(Licensed Band),因此在网络传输质量、数据安全方面都具有保障,加上可直接利用现有LTE站台为基础,透过In-band方式升级为NB-IoT网络,因此深受Vodafone、Deutsche Telekom、中国移动、中国联通等电信商青睐,逐渐成为LPWAN主流技术,物来也将大量运用于5G场景,IHS预估NB-IoT 于2023年连接数将成长至7亿3,980万,2018至2023年复合成长率达93.3%。
 
  使用非授权频段的LPWAN技术包括Sigfox、LoRa等,进入门坎低、搭建容易。LoRa与Sigfox都具有长距离、低功耗特点,可延长电池寿命,有利大范围讯息传输,由于两者都使用免授权Sub-1GHz ISM频段,不需额外支付授权费,所以商业化速度较快。Sigfox是由法国同名公司自行开发,已在全球网络基地部署,能同时在36个国家使用可连结网域及设备。
 
  LoRa传输距离最远可达20公里,在同样功耗下比传统无线射频通讯距离扩大约3-5倍,掌握技术就能自行架设基站,弹性更大,终端使用电池或其他能量收集方式供电,电池寿命可达3-10年。由于LoRa讯号对建物的穿透力强,在高速移动时通讯比NB-IoT更稳定,适用场景包含智能农业中的低功耗、低成本传感器,或者可运用于工业自动化中的电池设备追踪监控、物流系统的追踪定位等。不过,LoRa和Sigfox的每日传输次数有限制,所以比较适合使用在无实时通讯需求的领域。

(编辑:PHP编程网 - 黄冈站长网)

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