
在4月21日凌晨的苹果“春晚”上,除了发布和更新紫色iPhone 12、iPad、iMac、Apple TV等常规产品外,“防丢神器” AirTag 终于见到大家了。
苹果在发布会上表示,AirTag 拥有多项安全准确的搜索功能,开创了业界先河。在苹果发布会后的几个小时内,AirTag 的话题就登上了各大榜单的榜首,并获得了很多关注。
事实上,这个产品已经不是新产品了。早在20多年前,阿力博士就被柯南装备了,开个玩笑,但用来实现这个产品的核心技术UWB,确实早在20多年前就已经研发出来了。硬件支持所需的 UWB 芯片,苹果已经在 2019 年的 iPhone 11 系列手机上搭载了它。
还有一个好消息,如果你不愿意花 229 元买一个 AirTag,今年年底可能有机会买到更便宜的替代品。
在决定是否购买 AirTag 之前,请仔细看看 AirTag 背后的魔力。
室内厘米级定位,比蓝牙低功耗更精准
如果说之前苹果的搜索功能只能帮助用户查找个人电子产品,那么 AirTag 的出现,极大地扩展了用户可以查找的物品范围。此外,使用 AirTag 可以获得更精确的坐标,而不仅仅是获得一个模糊的范围。
根据苹果官方的介绍,AirTag可以挂在各种物品上,然后可以通过“查找”App对AirTag进行追踪。当丢失的物品出现在附近时,搭载U1芯片的iPhone可以给用户多感官反馈,引导用户。找到项目。
AirTag 可以指示特定位置
AirTag之所以能得到更准确的定位,主要是因为苹果自研的U1芯片在发挥作用。
U1芯片的首次亮相是在2019年苹果推出iPhone 11系列手机时,声称全新设计的U1芯片将利用超带宽技术实现空间感知,让iPhone 11系列手机能够准确判断其他和配备 U1 的 Apple 设备。
超宽带技术是一种脉冲通信技术,起源于 1960 年代。与传统的通过高频载波调制带宽信号的通信系统不同,UWB主要发射和接收纳秒或微纳秒以下的极窄脉冲。实现无线传输,由于脉冲时间宽度极短,相应带宽变大,可达500MHz。
虽然UWB技术的发展历史悠久,但直到近几年才逐渐取代低功耗蓝牙,应用于高精度定位。三星于今年 1 月发布了 SmartTag常用的无线传感器网络aoa定位方法原理,这是一款类似于 Apple 的 AirTag 的产品。小米去年也曾向外界展示过UWB单指技术的概念,不过实际具备该功能的产品尚未发布。
晓峰(化名)是国内超宽带芯片设计公司汉威微电子的研发骨干。加入汉威微电子之前,一直从事低功耗蓝牙芯片设计、系统应用开发和蓝牙联盟“低功耗”标准制定工作。在蓝牙芯片AoA(AOA,Angle of Arrival)和AoD(AoD,Angle of Departure)标准提出后,大家对这项技术寄予厚望,感觉这项技术不仅可以实现数据传输,还可以用于高精度定位。当时我们就发现了定位的市场需求,各大厂商都有自己的应用场景和痛点。”他告诉雷锋网。
但是,在这项技术的不断研发和推广过程中,研发骨干和他的团队遇到了一些瓶颈。虽然在某些场景下可以成功演示,但在大规模商用中遇到了很多问题。室内应用环境 严重影响测距精度。当时我尝试优化算法或改进算法以提高测距的适用性,但仍然无法应对复杂的用户场景,满足市场和客户的需求。“在复杂的应用场景中实现高精度定位需要新技术。我们选择了UWB,”他说。
低功耗蓝牙与UWB在精准定位能力上存在一定差异。蓝牙AoA(AoA,Angle of Arrival)测距对基站和天线的部署要求比较高,仅靠手机和手机之间的测距无法达到厘米级精度。测量到厘米级是很难做到的。
虽然在家庭环境中,蓝牙也可以实现点对点厘米级的测距,但其抗干扰能力较弱,容易受到影响。比如我们在几千人的展厅中使用手机蓝牙无线连接时,可能会出现连接到其他人设备的情况。
最重要的是,如果使用UWB技术,被定位物体第一秒在A点,下一秒在B点,两点之间有30cm左右的误差。使用蓝牙低功耗技术时,误差会扩大。2~3米。
正是因为蓝牙和UWB技术在精度上的差异,导致在使用iPhone通过蓝牙寻找AirPods时,距离很近,具体位置不详。
笔者了解到,苹果自研的U1芯片与Qorvo的UWB芯片有一些相似之处。刚刚被Qorvo收购的Decawave,其最新的消费级UWM3000模块已经能够实现7cm的测距精度和30cm左右的测距精度。U1的定位精度可能与此类似。
防丢神器也是追踪定位工具吗?
现在可以通过 AirTag 找到丢失的物品,有人会使用这项技术进行位置跟踪吗?
理论上,确实可以利用UWB技术实现定位监控和跟踪。“UWB跟踪目前只是在有效范围内进行高精度定位,但可以与GPS等其他定位技术结合,实现监控和跟踪。” UWB芯片设计公司优智联创始人董宗宇表示,未来UWB芯片可以大量使用。该技术应用于公安、司法、疫情期间的人际位置监控等安全芯片,可用于收集重要敏感位置信息。
但是,您可以放心,用户不能使用 AirTag 来实现位置跟踪。
苹果表示,AirTag 旨在跟踪物体,而不是人,因此它结合了多项安全功能以防止意外跟踪。其中包括更新标识符,以及在检测到未知 AirTag 时发出声音。Find Network 允许所有人参与,但无需在未经用户同意的情况下与任何人(包括 Apple 用户)共享他们的位置。
虽然 U1 芯片在 AirTag 中主要用于精确定位,但 UWB 技术最初实际上是一种连接技术。
“UWB是点对点高速通信最早的商业应用,当时通信速率达到480M bit/s。UWB的典型应用是无线USB。2002年和2003年,如果USB能达到480M bit/s,这将是一项非常酷且领先的技术,市场非常乐观。” 小枫说道。
不过,当时大家对移动世界的想象仅限于PC和笔记本,手机还是以功能机为主。只有英特尔率先计划使用 UWB 技术进行连接。“但随着时间的推移,基于UWB技术的无线USB链路的实际速率远低于480M bit/s的演示速率,并没有达到市场预期。最终,相关的市场应用还没有得到进一步推动,英特尔也退出了UWB联盟。” 研发骨干解释道。
因此,在向无线连接方向发展时,UWB始终跟不上Wi-Fi的发展速度,在首轮竞争中惨败。直到苹果在 iPhone 上使用 UWB 芯片,业界和市场才真正看好其未来的发展。,UWB技术迎来了它的第二个春天。
纵观目前的UWB芯片市场,有国际领先的NXP、Apple和Qorvo。近两年涌现出一批瞄准消费类产品的初创UWB芯片公司,对国际竞争充满信心。
“去年6月左右,UWB行业制定了最新的标准,IEEE 802.15.4z,在此之前大家可能已经做了很多积累,但是协议一直在演进,所以虽然国内厂商相比欧美厂商起步晚,但从一开始就可以按照最新的协议去做,我们预测国外厂商可能会领先我们半代到一代。另外,针对具体的应用场景,国产芯片厂商能做到差异化,做多做多的可能性很大。” 纽瑞辛科技副总裁张海昆说。
董宗宇认为,在中国制造UWB芯片有其自身的挑战。“因为UWB芯片不同于其他通信芯片,基本上所有的协议栈、基带和模拟射频都是自研的。UWB比较新,所有底层的东西都需要自己开发。但这也是一个优势。”
最新的UWB协议很久没有发布了。当然也存在兼容性问题,这意味着市场上现有的UWB芯片可能无法满足最新的协议标准,不同的UWB芯片可能无法实现互联。
然而,安全超宽带的成功取决于一个可互操作的、整体的、互联的生态系统。目前有FiRa联盟推动UWB生态建设,解决兼容性问题。
FiRa联盟赞助成员
目前,FiRa联盟成员多达64家,包括汉威微电子、新瑞芯微、精密科技等国内UWB厂商。此外,雷锋网还了解到,很多国产UWB芯片将在今年年底或明年量产,这意味着近期可能会有更多非苹果UWB产品可以与iPhone交互。未来,消费者也可以以更低的价格购买 AirTag 等产品。
正如张海昆所说,AirTags很贵,我们中国厂商可以做的更丰富,成本更低常用的无线传感器网络aoa定位方法原理,渗透率更高。
不管你扔多远,都逃不过iCloud编织的网络
我不知道钥匙放在哪里,用AirTag可以找到,那么如何找到AirTag丢失了呢?例如,在偏远的海滩上迷路。
打开“查找”网络,使用NFC功能触摸AirTag通知主人,并在得到主人许可的情况下获取联系方式,然后就可以与主人取得联系并归还物品。苹果似乎为我们描述了一个乌托邦式的理想社会。如果 AirTag 在远处丢失,在技术上找到丢失的 AirTag 是没有问题的。AirTag能否在现实社会中被找回,或许是个运气的考验。
笔者了解到,在 AirTag 生态系统中,苹果主要通过 iCloud 将所有账户连接在一起,也就是依靠众多 iPhone 设备构建一个密集的网络,AirTag 就是其中之一。因此,如果张三的 AirTag 丢失在遥远的海滩上,拥有 iPhone 的李斯路过 AirTag,他的位置信息可以上传到 iCloud,张三可以获得大概的位置信息。NFC的触控功能在此基础上直接帮助主人找到丢失的AirTag和物品。
不仅如此,未来的UWB技术、芯片,以及AirTag本身,还有更大的发展空间,甚至可以帮助VR/AR找到出路。
“AirTag给了大家很大的想象空间,更多的是一种技术灵感和传播意义。它告诉我们,UWB在更广泛的消费领域会有很多应用场景,AirTag只是应用载体之一。而类似的应用载体将会非常丰富。” 张海昆说。
“就我们自身业务而言,我们的UWB芯片涉及智能驾驶、寻物定位、智能家居、智能耳机、VR/AR、移动支付、室内导航等七大领域。UWB芯片可以增强空间感知,除了寻找物体定位和指向性之外,在人车交互、音频、视频、游戏等很多地方都会带来非常丰富的体验。比如结合位置感知和空间UWB技术带来的感知,VR/AR眼镜可以实现更丰富的效果,对游戏手柄位置变化的感知也会带来不一样的游戏体验。” 张海昆补充道。
在本次发布会上,苹果还没有表示可以结合 AirTag 和 AR 来寻找物体,但还是可以想象的,如果将方向和距离等描述直接替换为视觉描述,就可以直接看到丢失的物品。增强现实。它的位置,将更容易找到丢失的钥匙或卡片。
AR发展历经磨难,缺乏刚性需求是其发展和推广道路上的最大痛点。AirTag的出现为AR带来了一个新的应用场景——找东西。虽然无法估计有多少用户会购买它,但它是一个很好的组合和尝试。
可以看出,苹果在U1芯片上的布局正在一步步推进。它首先在 iPhone 上安装了 U1 芯片,并声称可以准确识别其他配备 U1 芯片的设备,并且可以与支持 Car Key 的车辆配对。用门把手触摸手机即可开门。现在已经推出了带有U1芯片的AirTag。U1芯片已经面市,或将成为苹果VR/AR发展的秘密武器。
汉威微电子认为,由于市场规模的测算,当集成UWB功能的手机约占整个手机市场的40%时,国产手机芯片厂商会考虑是否设计UWB芯片。UWB功能,未来三年是关键时期。
然而,苹果从一开始就开发了自己的 U1 芯片。一方面,iPhone能够支持足够的出货量,另一方面,也隐藏着苹果对UWB技术更多的想象和信心。
让人期待的是,接下来苹果会在U1芯片上玩出什么新花样?
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