物聯(lián)網(wǎng)：對快速行動者而言,，這是一個潛力巨大的市場

　　物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場為開發(fā)人員,、參考設(shè)計(jì)人員、模塊制造商和系統(tǒng)制造商提供了巨大的發(fā)展?jié)摿?，使他們能夠引領(lǐng)組成行業(yè)伙伴們前進(jìn),，而無懼物聯(lián)網(wǎng)業(yè)態(tài)的碎片化和復(fù)雜多樣,。

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)造的真正價值不在網(wǎng)絡(luò)邊緣，而是在云端,，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)可以在云端進(jìn)行分析和處理,。但是，為了將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?，物?lián)網(wǎng)設(shè)備需要一個能夠根據(jù)其應(yīng)用場景進(jìn)行高效傳輸?shù)奶炀€,。然而，應(yīng)用場景數(shù)不勝數(shù)且多種多樣,，它可以是位于樓宇深處或地下的公用事業(yè)表計(jì),，也可以是國際運(yùn)輸過程中的集裝箱中的追蹤器，甚至是安裝在鄉(xiāng)村荒野中牲畜耳朵上的追蹤器,。

　　隨著應(yīng)用場景數(shù)量無限增加,，當(dāng)涉及到連接問題時，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)有著非常多的可選擇連接技術(shù),。

　　LTE-M,、Cat-1、NB-IoT,、LoRa,、Sigfox、Wi-Fi,、Wi-SUN,、3G,、4G以及公共和私有的5G等技術(shù)；隨著它們向前發(fā)展,，這些技術(shù)正在將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從局域網(wǎng)（Local Area Network,，LAN）擴(kuò)展到廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）環(huán)境,，并對更低延遲,、更高性能的連接產(chǎn)生了更多需求。

　　這種增長背后的驅(qū)動性需求隨處可見——不僅體現(xiàn)于正在部署更多的智能設(shè)備,，而且越來越多的設(shè)備正變得智能化,。根據(jù)ABI Research的數(shù)據(jù)，截至2020年底,，全球估計(jì)有66億臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)并處于活躍狀態(tài),，其中約有8.4億臺設(shè)備使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)，占總數(shù)的不到8%,。

　　研究機(jī)構(gòu)ABI預(yù)測,，在接下來的六年時間里，采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將增長近7倍,，到2026年全球蜂窩網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的總量將達(dá)到57億臺,。

　　將參考設(shè)計(jì)快速推向市場

　　然而，基于全球視野開發(fā)硬件并在全球范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用是困難的,。其中不可退還工程開發(fā)費(fèi)用（Non Recurring Engineering,，NRE），即研究,、設(shè)計(jì),、開發(fā)和測試新產(chǎn)品或增強(qiáng)功能的一次性成本，不僅決定了該產(chǎn)品是否具有商業(yè)可行性,，還決定了該產(chǎn)品的上市速度,。

　　天線元件尤其如此。對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)人員而言,，如果沒有從一開始就考慮到天線因素,，那么它肯定會在某個時刻成為一個問題，通常是在對設(shè)備的設(shè)計(jì)做了大量艱巨工作之后,。在Ignion等公司推出標(biāo)準(zhǔn)化,、芯片式天線,，以及可以在其網(wǎng)站上就可以利用Fast Track工具完成天線的設(shè)計(jì)之前,，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作和測試天線總是一件并不輕松的工作,。

　　然而,，芯片組和模塊參考設(shè)計(jì)現(xiàn)在可以集成一個天線,，它以可輕松轉(zhuǎn)入量產(chǎn)的方式提供端到端連接。這是以前沒有廣泛得到使用的模式,，因?yàn)樘炀€要么是必須定制設(shè)計(jì),，要么是現(xiàn)成可用的解決方案；它們在外形,、尺寸和調(diào)諧方面的靈活性不高,，因此在許多實(shí)際應(yīng)用中不可能重復(fù)使用天線部件。

　　從歷史上看,，這對參考設(shè)計(jì)人員來說都是一個相當(dāng)大的挑戰(zhàn),。Nordic Semiconductor產(chǎn)品營銷主管Petter Myhre表示：在提供微控制器時，我們一直采取的做法是讓開發(fā)人員盡可能輕松地構(gòu)建產(chǎn)品,。

　　“我們生產(chǎn)低功耗藍(lán)牙微控制器已經(jīng)有十年的時間了,，我們一直致力于通過提供軟件、工具,、參考設(shè)計(jì)和布線圖來讓開發(fā)人員更容易地使用低功耗藍(lán)牙微控制器,，從而使其輕松地構(gòu)建產(chǎn)品并將產(chǎn)品推向大眾市場。我們希望提供可擴(kuò)展的解決方案,，以便開發(fā)人員可以輕松地構(gòu)建產(chǎn)品,。”Petter Myhre說,。

　　“然后,，當(dāng)我們開始推出蜂窩網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品時，我們嘗試了相同的方法,；但在蜂窩網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,，傳統(tǒng)上只有幾家大型參考設(shè)計(jì)公司和數(shù)量不多的客戶，其產(chǎn)品的銷量達(dá)數(shù)十億臺,。因此,，他們實(shí)際上不需要讓客戶自己就能夠輕松地構(gòu)建產(chǎn)品，因?yàn)閰⒖荚O(shè)計(jì)人員可以在整個過程中手把手地指導(dǎo)他們,，并在硬件方面為他們定制設(shè)計(jì)一切,。”

　　然而,，物聯(lián)網(wǎng)正在對蜂窩網(wǎng)絡(luò)行業(yè)提出不同的需求,，而“一切定制”的方法與物聯(lián)網(wǎng)所代表的開放性背道而馳。這也與模塊制造商和參考設(shè)計(jì)人員盡力降低進(jìn)入壁壘和開放物聯(lián)網(wǎng)市場以實(shí)現(xiàn)更大的創(chuàng)新目標(biāo)背道而馳,。

　　Nordic Semiconductor產(chǎn)品營銷主管Petter Myhre表示：“我們希望小規(guī)模的公司也能構(gòu)建基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,。這就是我們將Thingy:91原型設(shè)計(jì)平臺整合在一起的原因，以便于任何人都可以方便使用。那里有傳感器和電池,，還有一個可以在世界各地許多不同頻段上工作的天線,。我們需要一個非常靈活的解決方案，我們與Ignion合作開發(fā)了一款非常小巧的天線,，它足夠靈活,，可以在許多不同的頻段工作，這樣您就可以真正構(gòu)建一個全球可用的產(chǎn)品,?！?/p>

　　創(chuàng)建真正全球可用的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品

　　隨著向廣域網(wǎng)連接的轉(zhuǎn)變不斷深入，以及對蜂窩物聯(lián)網(wǎng)功能提出更多的需求,，移動網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證成為一個需要考慮的問題,，因?yàn)槿魏卧O(shè)計(jì)不良或連接阻抗不佳的設(shè)備，運(yùn)營商都會拒絕對其進(jìn)行認(rèn)證,，其原因是這些設(shè)備會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)效率低下,，對運(yùn)營商產(chǎn)生不好的影響。

　　面向全球范圍的3G,、4G和5G頻段也意味著,，如果制造商不能確切地知道他們的設(shè)備將在哪里使用，就需要覆蓋廣泛的潛在頻段,。從歷史上看,，這意味著要設(shè)計(jì)一系列的天線元件，這通常會破壞商業(yè)模式,。

　　根據(jù)Sierra Wireless首席工程師,、mangOH創(chuàng)始人兼架構(gòu)師Ashish Syal的說法：“我們面臨的問題是我們的很多客戶都想嘗試物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。他們會產(chǎn)生一個想法,，但發(fā)現(xiàn)很難推進(jìn),，許多人會在幾個月內(nèi)就放棄了這個想法，因?yàn)樗麄儫o法使其產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效用,，結(jié)果無法為其獲得資金支持,。”

　　Sierra Wireless還采取了一些方法,，盡可能簡化最終物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)工作,，以確保它們從一開始就能覆蓋全球連接。

　　“對于mangOH開發(fā)平臺,，我們的關(guān)注點(diǎn)是包括一個可適用于2G,、3G或4G等一系列技術(shù)的天線。Ignion使用戶無需部署多個不同的天線,，從而使我們的工作變得更加輕松,，我們可以在一個小型天線中實(shí)現(xiàn)所有這一切,。” Ashish Syal補(bǔ)充道,。

　　Syal解釋了將天線設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為射頻電路設(shè)計(jì)的好處,，因?yàn)樗鼘⑻炀€設(shè)計(jì)和射頻工程的黑暗藝術(shù)帶給大眾,，顯著降低了電子工程的復(fù)雜性,。

　　Ignion：適應(yīng)于不同應(yīng)用的Virtual Antenna技術(shù)

　　考慮到射頻設(shè)計(jì)和天線開發(fā)工作的復(fù)雜性和各種挑戰(zhàn)，Ignion通過使用一種多頻段多協(xié)議的解決方案來完成了所有艱巨的工作,；該解決方案可以從一開始就集成到任何產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,，并且可以輕松地在不同的射頻技術(shù)或頻率上重新部署。

　　由于Ignion天線硬件外形尺寸非常小巧,，所以它對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有非常大的吸引力,。而且該天線是非諧振的，它可以通過簡單的電路設(shè)計(jì)為任何無線協(xié)議實(shí)現(xiàn)完全的多頻段運(yùn)行,。這使得天線集成成為一個更簡單的“像往常電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)” 一樣的過程,，不需要特定的天線專業(yè)知識。

　　關(guān)鍵的創(chuàng)新之處在于,，Ignion將印刷電路板（PCB）變成了唯一的輻射部件,。這將天線的尺寸縮減到超出傳統(tǒng)的極限，同時系統(tǒng)受益于遠(yuǎn)遠(yuǎn)更大元件的輻射性能,。這是一種全新的工作原理,，它得益于一種全新的芯片式天線元件，在技術(shù)上將其稱為“天線單元（Booster）”,。

　　正如Sierra Wireless公司的Syal所說：“由于Ignion所做的工作,，開發(fā)人員無需擔(dān)心構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品時所涉及的物理尺寸和復(fù)雜性。這使得構(gòu)建設(shè)備的公司能夠?qū)Ｗ⒂谒麄兊暮诵膶I(yè)技能,，即數(shù)據(jù)的捕捉,。”

　　滿足對速度的需求

　　Ignion的開發(fā)環(huán)境也有助于物聯(lián)網(wǎng)參考設(shè)計(jì)人員,、開發(fā)人員和最終的制造商縮短其設(shè)計(jì)周期,。借助于Ignion的技術(shù)，從數(shù)千種潛在可用的,、彼此不同的天線中找到合適選項(xiàng)的過程,，被縮減到從僅有的幾款中選擇；而且,，無論協(xié)議或射頻技術(shù)如何,，這些天線都能滿足所有的應(yīng)用場景。

　　硬件開發(fā)人員無需等到設(shè)計(jì)周期結(jié)束后才開始測試天線,，然后再選擇一種天線進(jìn)行演示,，Ignion的開發(fā)環(huán)境使開發(fā)人員能夠從一開始就運(yùn)行仿真,。這可以幫助開發(fā)人員更好地了解他們設(shè)計(jì)的其他方面，以及理解“這是可以用于生產(chǎn)的天線”和“這是可以滿足預(yù)期的現(xiàn)場性能”,。

　　Sequans產(chǎn)品高級總監(jiān)和項(xiàng)目經(jīng)理Sebastien Falgayrettes表示,，這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)品都有可能進(jìn)入一個真正的全球性市場,，其頻段數(shù)量自然會急劇增加,。

　　“實(shí)際上，我們之前做過一些項(xiàng)目,，其過程中我們必須自己去調(diào)整天線,，所以我們知道做這件事的復(fù)雜性，知道這并不是一件容易的事情,。我們也知道您不可能只在一次調(diào)試中就取得成功,。通常情況下，您需要進(jìn)行多次測量,、修改,，然后再調(diào)整一次，這需要花費(fèi)大量的時間?，F(xiàn)在,，我們向客戶提供了一套面向?qū)嶋H的評估套件，并且反饋非常好,?！盕algayrettes說。

　　現(xiàn)在,，利用Ignion的技術(shù)和產(chǎn)品,，Sequans及其客戶可以通過調(diào)整電路板上的匹配電路來加快每次調(diào)試的速度，這對于其客戶來講尤為重要,。一個關(guān)鍵的好處是,，這些相同的優(yōu)勢也可以轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)中，因?yàn)閰⒖荚O(shè)計(jì)中的天線元件在最終設(shè)備中保持不變,。設(shè)計(jì)中的天線不再是為了演示而存在,，這解決了生產(chǎn)制造商的另一個問題，天線元件從設(shè)計(jì)周期進(jìn)入生產(chǎn)都保持一致,，并簡化了最終設(shè)備的采購,、物流和制造流程。

　　由于Ignion提供的天線和匹配網(wǎng)絡(luò)電路已經(jīng)是生產(chǎn)級的,，因此可擴(kuò)展性已被考慮在內(nèi),。作為參考設(shè)計(jì)構(gòu)建的產(chǎn)品可以在全球范圍內(nèi)重新用于生產(chǎn)，只需對其進(jìn)行一些小的調(diào)整以適應(yīng)不同的頻率,。

　　“我們希望我們的客戶能夠去打造可用于全球市場的產(chǎn)品,，這樣他們就不需要有一個適用于中國的版本,，一個適用于德國的版本，一個適用于美國的版本,?！盢ordic Semiconductor公司的Myhre表示，“這樣做實(shí)在是太昂貴了,，因?yàn)槟刑嗖煌漠a(chǎn)品需要維護(hù)和運(yùn)輸,。通過嵌入包括天線在內(nèi)的完整參考設(shè)計(jì)，我們就可以盡可能地減少障礙,，以便我們能夠?qū)崿F(xiàn)真正基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)方案,?！?/p>

　　Cavli Wireless的使命是通過其獨(dú)特的價值組合,，讓接下來的10億臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備智能地連接到物聯(lián)網(wǎng)連接管理的所有基本構(gòu)建模塊，包括連接硬件,、網(wǎng)絡(luò)接入,、管理云等，它們?nèi)勘患傻揭粋€統(tǒng)一的解決方案中,，從而將全球第一個“連接即服務(wù)（Connectivity as a Service,，CaaS）”解決方案以零成本捆綁物聯(lián)網(wǎng)硬件的形式推向市場。因此,，客戶可收到預(yù)先加載了全球連接功能的工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)模塊,，然后只需支付連接費(fèi)用即可使用。

　　據(jù)Cavli Wireless首席運(yùn)營官Tarun Thomas的描述,，Cavli的C系列智能模塊評估套件產(chǎn)品線采用了Ignion的TRIO mXTENDTM天線,，因?yàn)樗鼈兙哂凶吭降亩囝l段性能和小尺寸外形。TRIO mXTENDTM天線在全球所有GSM/LTE頻段上都具有很高的效率,，支持我們的用戶在全球多個應(yīng)用和場景中進(jìn)行無縫集成,。Cavli還擁有一系列智能連接計(jì)算模塊，這些模塊也由TRIO mXTENDTM天線提供支持,，旨在幫助物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品制造商快速實(shí)現(xiàn)原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品上市,。

　　讓復(fù)雜的事情簡單化，使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)真正可擴(kuò)展

　　The Things Industries首席執(zhí)行官Wienke Giezeman表示：The Things Industries已將Ignion的芯片式天線元件集成到其基于LoRa的通用節(jié)點(diǎn)中,。他表示：“硬件是物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)用例總成本的重要組成部分,。由于工程成本與多次射頻調(diào)試相關(guān)，所以研發(fā)活動可能具有很高的風(fēng)險,?！?/p>

　　Giezeman繼續(xù)說道：“物聯(lián)網(wǎng)不是一個封閉的系統(tǒng)，它是一個由許多合作伙伴提供的零組件組成的網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng),，每個元件都是物料清單（BOM）的一部分,。正因?yàn)槿绱?，您很容易‘因小失大’，因?yàn)槟徺I了一個更便宜的元件,，例如天線,，以減少您的物料清單。但如果該天線的功率效率較低,，它會更快地消耗電池電量,，就需要有人更快地更換它。因此,，您雖然減少了物料清單,，卻增加了維護(hù)成本?！?/p>

　　Ignion的Virtual Antenna?技術(shù)通過讓天線適應(yīng)客戶的設(shè)計(jì),，而不是反其道而行之，讓客戶的設(shè)計(jì)去適應(yīng)天線,，從而消除了嵌入式設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,。硬件由非常微小的、現(xiàn)成可用的天線單元組成,，它是一種表面貼裝元件,，可使用與任何其他電子元件相同的標(biāo)準(zhǔn)拾取和放置技術(shù)無縫安裝到電子印制電路板中，并在參考設(shè)計(jì)階段就將最終要用的天線選項(xiàng)就放入物料清單中,。

　　將參考設(shè)計(jì)快速推向市場,，更快地投入生產(chǎn)

　　最后，Ignion易于使用的仿真工具有助于開發(fā)人員去實(shí)現(xiàn)一個多用途的參考設(shè)計(jì),，而該參考設(shè)計(jì)可以很容易地進(jìn)行調(diào)整或重復(fù)使用,，以將產(chǎn)品快速地推向市場。

　　Sequans公司的Falgayrettes對此進(jìn)行了解釋,，他指出開發(fā)人員需要一個功能豐富且易于使用的評估套件,。他說：“調(diào)試天線是非常復(fù)雜和困難的，這是一個反復(fù)的過程,，需要花費(fèi)大量的時間,。”

　　“但是我想說的是,，客戶想在不到一分鐘的時間內(nèi)就能獲得套件,，并能夠?qū)崿F(xiàn)完整的端到端連接，因?yàn)樗麄兿Ｍ麑Ｗ⒂谧约旱母郊觾r值,，而不是在創(chuàng)建連接方面浪費(fèi)時間,。我們還需要該套件具有通用性——既可以在實(shí)驗(yàn)室中使用，又可以展示物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在現(xiàn)場試驗(yàn)中的表現(xiàn),，這樣您就可以看到對電池使用壽命的影響,?！?/p>

　　Falgayrettes補(bǔ)充道：“現(xiàn)在，我們已經(jīng)向客戶提供了一個實(shí)際的評估套件,，并且反饋非常好,，所以我確信我們將擴(kuò)大與Ignion的合作，雙方將在更多的平臺和解決方案中進(jìn)行合作,?！?/p>

　　對于Sierra Wireless而言，消除或減少重復(fù)的流程不僅可以簡化產(chǎn)品開發(fā),，還可以讓公司更快地實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)價值,。“當(dāng)公司開發(fā)一款產(chǎn)品時,，它正在改善我的投資,，因?yàn)檫@加快了從開發(fā)到最終購買產(chǎn)品之間的時間，”Syal說,?！暗丝s短上市時間外,，它還支持終端客戶在各種新情況下去部署物聯(lián)網(wǎng),。”他補(bǔ)充道,。

　　所有這些都推動了更多的需求,，但疫情的影響表明，如果某個元件出現(xiàn)供應(yīng)短缺,，供應(yīng)鏈就很容易出現(xiàn)問題,，并可能對制造業(yè)造成災(zāi)難性的后果。然而,，Ignion是一家總部位于歐洲的公司,，硬件設(shè)計(jì)也是在歐洲完成的。

　　Ignion的天線生產(chǎn)使用了可由世界各地（包括越南和韓國）供應(yīng)商制造的預(yù)印制電路套件,，因此其元件供應(yīng)鏈?zhǔn)强苟倘钡?，也證明了具有抗短缺的能力。

　　這是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)的關(guān)鍵考慮因素,?？s短從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的交付周期是在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域真正取得成功的關(guān)鍵因素，一個可靠的參考設(shè)計(jì)可以讓開發(fā)人員在競爭激烈的市場中擁有強(qiáng)大的話語權(quán),。

　　在物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中取得成功在于消除瓶頸,，Ignion正在幫助參考設(shè)計(jì)開發(fā)人員快速解決從0到1的問題，這樣他們的客戶就可以輕松且自信地解決從1到1000的問題,，同時縮短從開發(fā)到盈利的時間,。

　　為了幫助開發(fā)商加快產(chǎn)品上市時間,，Ignion已經(jīng)免費(fèi)提供了其Fast Track開發(fā)工具，這在其中文網(wǎng)站上即可進(jìn)行嘗試,。使用Fast Track工具,，開發(fā)人員可以在短短24小時內(nèi)，就可將經(jīng)過優(yōu)化的嵌入式天線加入到他們最終的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,。

　　利用Ignion英文或者中文網(wǎng)站上的Fast Track工具,，在輸入其設(shè)計(jì)信息之后，開發(fā)人員將收到一個天線選擇,；Virtual Antenna?元件選項(xiàng),，這是專為設(shè)備和應(yīng)用選擇的；同時會提供在裸PCB中選擇最佳的天線位置,，以及其他設(shè)計(jì)建議,；還有包括匹配網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、反射系數(shù)和估計(jì)效率等設(shè)置建議,。

　　這在整個設(shè)計(jì)過程中提供了可預(yù)測性,，并加速了將參考設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的過程。通過將現(xiàn)成可用的芯片式天線和Fast Track優(yōu)化工具相結(jié)合,，客戶可以從“現(xiàn)成可用的標(biāo)準(zhǔn)化高性能天線元件”中受益,。