《電子技術(shù)應(yīng)用》
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大幅降低成本,、更廣應(yīng)用場景,,ZETA技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展LPWAN2.0泛在物聯(lián)

2021-03-27
來源:與非網(wǎng)

  在數(shù)智化浪潮的需求之下,新需求進(jìn)一步刺激了LPWAN技術(shù)繼續(xù)下沉,,對其在低功耗,、低成本、廣覆蓋等方面提出更高要求,,同時也刺激了LPWAN從1.0時代向2.0時代躍遷,。

  “十四五”開局之年,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展邁上新臺階,!3月12日,新華社受權(quán)全文播發(fā)了“十四五”規(guī)劃全文,,物聯(lián)網(wǎng)在其中被提及多達(dá)5次,。規(guī)劃重點提到要打造支持固移融合、寬窄結(jié)合的物聯(lián)接入能力,,推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)連接形成寬帶到窄帶,、高成本到低成本的多層次接入體系。

  規(guī)劃作為未來五年整個中國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要指導(dǎo)文件,,可見從政府層面已經(jīng)肯定了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的多年努力,。目前,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)界早已針對萬物互聯(lián)的愿景達(dá)成了以打造5G“銀河戰(zhàn)艦”為主,多種通信制式作為“護(hù)衛(wèi)艦”伴航的物聯(lián)網(wǎng)連接格局的共識,,從而滿足物聯(lián)網(wǎng)從“高”到“低”,,從“寬”到“窄”的泛在的連接需求。

  ZETA緣何提出“LPWAN2.0泛在物聯(lián)”,?

  對于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)而言,,目前5G等技術(shù)仍然很不成熟,存在運營成本高,、找不到應(yīng)用場景等問題,。而LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))作為低成本、低功耗,、廣覆蓋的技術(shù),,其對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要性不言而喻。

  憑借特有的技術(shù)優(yōu)勢,,LPWAN不斷深入智慧建筑,、智慧城市、智慧物流等各行各業(yè)的各種數(shù)字化場景當(dāng)中,,成為物聯(lián)網(wǎng)端到端連接的底層通信技術(shù),,這是LPWAN 1.0時代的主要特點。

  但在數(shù)智化浪潮的需求之下,,更多應(yīng)用場景在被發(fā)掘的同時,,需求側(cè)與供給側(cè)之間的矛盾也越發(fā)顯現(xiàn),一是需要解決物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用碎片化導(dǎo)致的落地難等問題,;二是需要解決成本敏感性應(yīng)用的商用問題,,如在物流、消費品等各行各業(yè)中實現(xiàn)真正的泛在物聯(lián),。

  新需求進(jìn)一步刺激了LPWAN技術(shù)繼續(xù)下沉,,對其在低功耗、低成本,、廣覆蓋等方面提出更高要求,,同時也刺激了LPWAN從1.0時代向2.0時代躍遷,近幾年發(fā)展迅猛的國產(chǎn)軍LPWAN“ZETA”正是瞄準(zhǔn)了“下沉市場”新藍(lán)海,。

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  3月19日,,ZETA中日聯(lián)盟聯(lián)合舉辦了線上新產(chǎn)品發(fā)布及方案分享大會,會議聚集了芯片,、通信,、行業(yè)應(yīng)用等龍頭企業(yè),并發(fā)布技術(shù)白皮書及ZETA SDR網(wǎng)關(guān),、ZETA/LoRa雙模智能路由,、TinyML算法增量升級,、ZETA端智能振溫傳感器以及凸版ZETA R3模組五款全新產(chǎn)品。同時,,ZETA中日聯(lián)盟還在現(xiàn)場提出了打造“LPWAN2.0泛在物聯(lián)”的口號,,旨在給LPWAN及物聯(lián)領(lǐng)域帶來新動能、新格局,。

  夯實技術(shù)及產(chǎn)品底座,,革新傳統(tǒng)LPWAN技術(shù)持續(xù)演進(jìn),讓長板更“長”

  與5G等重點放在頻譜效率的通信技術(shù)不同,,LPWAN技術(shù)在發(fā)展之初即對使用壽命有較強需求,,因而能量效率也就成了LPWAN技術(shù)關(guān)注的重點。不過就像一把劍擁有兩刃,,LPWAN技術(shù)在追求極致能量效率的過程中,,勢必會在一定程度上犧牲一定的頻譜效率。

  為了解決“低功耗,、長距離,、多樣化的場景需要截然不同的性能指標(biāo)”的痛點,ZETA對傳統(tǒng)的LPWAN技術(shù)進(jìn)行了革新,,提出了最新的Advanced M-FSK調(diào)制技術(shù),。依托Advanced M-FSK調(diào)制和編碼方案,ZETA實現(xiàn)了對無線通信調(diào)制/解調(diào)處理的物理層進(jìn)行優(yōu)化和提升,,重點解決了LPWAN產(chǎn)品使用成本高,、下沉困難、傳遞信息少,、附加值低等痛點,,使得ZETA LPWAN的物理底層技術(shù)更優(yōu)。

  而此次發(fā)布的ZETA SDR網(wǎng)關(guān),,正是能植入Advanced M-FSK等多種芯片,,最高接收靈敏度能達(dá)到-145dbm,單網(wǎng)關(guān)覆蓋距離高達(dá)15km,,并且能夠支持120km/h高速移動場景,,可支持100000+標(biāo)簽同時接入,可滿足貨品,、資產(chǎn)等流轉(zhuǎn)場景的跟蹤管理,。此外。ZETA SDR網(wǎng)關(guān)速率還可擴展支持20bps-100kbps,,并能遠(yuǎn)程迭代升級,,為ZETA的生態(tài)布局提供了非常有利的條件,。

  縱行科技產(chǎn)品總監(jiān)謝偉文在發(fā)布《ZETA技術(shù)白皮書》時指出:“我們的目標(biāo)是在傳統(tǒng)LPWAN功能的基礎(chǔ)上,,可實現(xiàn)更高速率,、更廣覆蓋、更好擴展性,,并能大幅降低應(yīng)用落地成本,,使得物聯(lián)應(yīng)用場景從耐用品擴大到消費品,極大地推動物聯(lián)網(wǎng)的下沉應(yīng)用,?!?/p>

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  技術(shù)融合,借助外力彌補傳統(tǒng)LPWAN技術(shù)短板

  除了ZETA技術(shù)本身的演進(jìn)之外,,技術(shù)融合也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地的關(guān)鍵,。眾所周知,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集數(shù)據(jù)并不是最終目的,,而是需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析獲得更高附加值,。但隨著物聯(lián)數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長和對數(shù)據(jù)時效性的要求越來越高,端側(cè)設(shè)備越來越需要具備更強的數(shù)據(jù)分析與處理能力,。

  作為與邊緣計算進(jìn)行緊耦合的通信協(xié)議,,ZETA標(biāo)準(zhǔn)在解決傳統(tǒng)終端存在功耗高、延遲大,、數(shù)據(jù)安全隱患等問題方面具有獨到優(yōu)勢,。通過與能在終端和邊緣側(cè)實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)的TinyML算法相融合,ZETA技術(shù)還有助于賦予端側(cè)智能,,打破低速率場景限制,,拓展至例如聲音、圖像等中高速率應(yīng)用場景,。

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  具體來看,,借助TinyML算法,ZETA技術(shù)不僅可在端側(cè)融合“采集+推理+決策”,,從而在產(chǎn)品端側(cè)大幅提升傳輸效率,、降低運行功耗、保證“實時”傳輸數(shù)據(jù),,還能完美適配各種嵌入式的邊緣設(shè)備和傳感終端,,從而更廣泛應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)場景,實現(xiàn)“更低成本的IoT”和“更高價值的AI”,。

  例如,,對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的預(yù)測性維護(hù)而言,其在時間成本,、經(jīng)濟成本和技術(shù)成本等方面都存在相應(yīng)痛點,,針對于此,結(jié)合ZETA技術(shù)與TinyML算法的ZETA端智能振溫傳感器則能從工廠中更大量普及的非核心設(shè)備出發(fā),,幫助客戶實現(xiàn)了低成本下的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)智化管理,,并能實現(xiàn)遠(yuǎn)程升級與場景復(fù)制,,進(jìn)一步助力企業(yè)釋放了這些海量設(shè)備可能蘊藏的數(shù)據(jù)價值。

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  拓寬市場,,把芯片成本和尺寸壓縮到極致

  最后,,LPWAN技術(shù)大多面向?qū)νㄐ懦杀久舾行暂^高的應(yīng)用場景,因為其本身設(shè)備或價格并不昂貴,,因而會更加注重對終端產(chǎn)品性價比,、性能等因素的考量。對此,,ZETA中日聯(lián)盟最新迭代推出的R3通信模塊可進(jìn)一步降低研發(fā)難度,,增加成本優(yōu)勢。據(jù)悉,,R3模塊的處理能力提升4倍,、體積減少了25%。

  去年6月30日,,縱行科技與日本索喜科技,、Techsor在ZETA聯(lián)盟論壇上宣布三方將通過先進(jìn)制程聯(lián)合開發(fā)RISC-V內(nèi)核、全球最優(yōu)成本的LPWAN芯片ZETag云標(biāo)簽,。該標(biāo)簽采用了ZETA LPWAN的ZETA-G通信技術(shù)IP,,并依托索喜科技在定制化芯片設(shè)計領(lǐng)域特別是通信芯片設(shè)計領(lǐng)域的深厚積累,在不損失性能的前提下將冗余的功能進(jìn)行裁剪,,從而將成本降低至同類型產(chǎn)品的30%以內(nèi),。與此同時,ZETag 云標(biāo)簽通過減小尺寸和功耗并改善性能來消除常規(guī)有源標(biāo)簽的限制,,該標(biāo)簽輕薄如紙,,可作為一次性標(biāo)簽,廣泛應(yīng)用在貨物流轉(zhuǎn)監(jiān)控,,快遞包裹追蹤,,資產(chǎn)定位和危化品管理的萬億級市場,。

  得益于ZETA先進(jìn)的技術(shù)及成本優(yōu)勢,,LPWAN技術(shù)的應(yīng)用場景正在進(jìn)一步擴展,目前在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、智慧物流,、智慧城市、智慧建筑等領(lǐng)域已經(jīng)能廣泛的見到它的“身影”,。

  ZETA推出雙模智能路由,,LPWAN生態(tài)有望融合

  在物聯(lián)網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)方面,業(yè)界已經(jīng)達(dá)成了“60%-30%-10%”的“金字塔”架構(gòu)體系,,即低速率業(yè)務(wù)占60%,、中速率業(yè)務(wù)占30%,、高速率業(yè)務(wù)占10%。LoRa作為LPWAN非授權(quán)頻譜領(lǐng)域中的佼佼者,,目前占據(jù)了LPWAN市場40%左右的份額,成為60%低速率業(yè)務(wù)連接的主要支持力,。

  不過,,物聯(lián)網(wǎng)畢竟還處于初期發(fā)展階段,未來連接潛力還將有望進(jìn)一步擴大,,同時面對未來挑剔的市場需求,,LPWAN技術(shù)之間也形成了“合則共榮”的發(fā)展新局面。今年初,,作為全球LoRa領(lǐng)域最重要玩家之一,,全球半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者意法半導(dǎo)體宣布加入ZETA聯(lián)盟,并將發(fā)揮其在電子應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢,,共同致力于低功耗長距離物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)ZETA的應(yīng)用和推廣,。時隔不久,意法半導(dǎo)體(ST)就聯(lián)合縱行科技推出了全球首款雙標(biāo)準(zhǔn)的ZETA/LoRa雙模智能路由,。

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  ZETA/LoRa雙模智能路由可同時接入ZETA和LoRa協(xié)議雙模通信,,在物理層做到了LoRa-CSS與M-FSK調(diào)制方式的統(tǒng)一接入,支持遠(yuǎn)程OTA,、多跳組網(wǎng),、電池供電、多重安全等功能,,從而能夠通過更輕量版的ZETA協(xié)議賦能LoRa產(chǎn)業(yè),,降低成本。

  對于開發(fā)者而言,,ZETA/LoRa雙模智能路由也意味著其在未來的產(chǎn)品開發(fā)中甚至不需要自開發(fā)協(xié)議即可與現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)合使用,,即可在不更換LoRa芯片的前提下,與現(xiàn)有協(xié)議,、網(wǎng)關(guān),、平臺等進(jìn)行系統(tǒng)整合。有行業(yè)人士表示,,隨著ZETA與LoRa在硬件端的結(jié)合,,這也將有望進(jìn)一步推進(jìn)LPWAN實現(xiàn)生態(tài)融合。

  國際龍頭企業(yè)陸續(xù)加盟,,ZETA加速進(jìn)軍全球市場

  除了技術(shù)上的融合外,,擴大生態(tài)朋友圈,也是ZETA技術(shù)作為LPWAN重要組成部分,,助力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成功落地商用的關(guān)鍵,。2018年,,ZETA日本聯(lián)盟在東京成立。2019年,,ZETA中國聯(lián)盟在上海成立,。創(chuàng)始成員有中國鐵塔、浪潮集團,、均瑤集團,、寶信軟件、仲量聯(lián)行,、日郵物流,、廣芯微、縱行科技等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè),,共有將近300家成員,。此后,移動物聯(lián)網(wǎng),、諾基亞,、意法半導(dǎo)體等國際巨頭企業(yè)也紛紛加入ZETA聯(lián)盟,旨在利用ZETA的低功耗網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,,通過IoT快速打造超智能社會,。

  意法半導(dǎo)體微控制器策略部亞太區(qū)總監(jiān) Donald Chan在活動上表示,“意法半導(dǎo)體擁有完整和豐富的STM32生態(tài)系統(tǒng),,可幫助ZETA生態(tài)優(yōu)化元器件成本,,我們也將積極與ZETA聯(lián)盟成員合作,為物聯(lián)網(wǎng)連接提供所有領(lǐng)先的LPWAN標(biāo)準(zhǔn),,并提供一系列解決方案,,幫助開發(fā)人員快速、經(jīng)濟高效地將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場,,加速ZETA LPWAN2.0泛在物聯(lián)布局,。”

  在此次ZETA中日聯(lián)盟線上沙龍活動中,,Techsor還與日本稻畑產(chǎn)業(yè)攜手中國聯(lián)盟企業(yè)縱行科技,、介谷科技、農(nóng)博創(chuàng)新簽署商業(yè)聯(lián)盟協(xié)議,,稻畑產(chǎn)業(yè)將發(fā)揮其在海外的業(yè)務(wù)及渠道優(yōu)勢,,為ZETA聯(lián)盟中小企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品搭建全球營銷渠道,推進(jìn)ZETA相關(guān)產(chǎn)品,、技術(shù)和解決方案在全球范圍內(nèi)的部署,。

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  眾多國際企業(yè)的加盟說明ZETA在海外市場已經(jīng)進(jìn)入成熟的商業(yè)推廣期。在此次的ZETA中日聯(lián)盟線上沙龍上,東京建物樓宇管理部科長小澤大輔介紹東京建物日本橋項目,、智慧鐵道項目均采用了ZETA技術(shù),,通過補充傳統(tǒng)BA系統(tǒng)不足,實現(xiàn)了高效的設(shè)備和資產(chǎn)管理,。 “東京建物在室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境測試了ZETA基站,、ZETA Mote及多重傳感器,實現(xiàn)了100%通信成功,,未來,,東京建物還將在智慧大樓等領(lǐng)域全面采用ZETA物聯(lián)網(wǎng),助力實現(xiàn)建筑物操作的數(shù)字化”,。

  毫無疑問,作為新一代LPWAN技術(shù),, ZETA將通過技術(shù)持續(xù)演進(jìn),,推出的“LPWAN2.0泛在物聯(lián)”的藍(lán)圖已徐徐展開。隨著十四五規(guī)劃的推進(jìn),,國內(nèi)的寬窄結(jié)合的物聯(lián)接入能力將廣泛覆蓋,,以及國際市場的深度挖掘,相信ZETA將獲得巨大的發(fā)展契機,。


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