UWB技术在物联网世界的应用和前景

2021年12月，由电子发烧友网主办的2021年第八届中国IoT大会在深圳如期举行。物联网的发展是从连接到传感再到平台，从软件再到硬件，从架构、IP到芯片再到终端的大生态的协同运转。2021年必然是5G和WiFi6等技术应用全面落地的重要一年。本次会议邀请到思必驰、高通、百度、Qorvo、微容科技、芯海科技、康祺科技、芯来科技、锐成芯微、RT-Thread、U-Blox等公司以及专家进行精彩分享、聚道论剑。会议精彩纷呈，也让众多来宾享受了一场来自IoT行业的知识盛宴。

来自Qorvo，微容科技、芯海科技和康祺科技的物联网行业专家，在与会期间分享了物联网技术的发展和市场的最新动向。

Qorvo：UWB技术在物联网世界的应用和前景

UWB超宽带技术在IoT场景上已经落地了越来越多的应用，尤其在可穿戴设备与智能家居上。可以预见，作为精准测距的技术，随着智能家居和可穿戴市场的进一步发展，UWB技术将获得更广泛的应用。

Qorvo UWB事业部高级经理Jessica Zhou在本次IoT大会上，从产品到技术，为大家详细讲解了UWB技术的优势与应用。第一个场景是UWB门锁定位的应用。在门锁上装上UWB基站，用户佩戴着手机或者钥匙牌，在靠近门锁之前会通过蓝牙等方式做UWB配对与密钥交换开启UWB安全测试。在用户接近门锁的过程中UWB完成安全辨认并打开门锁。第二个场景是智能家居应用。智能家居通过UWB定位用户位置自主完成相关工作任务。

UWB技术最大的特点，就是其定位的精准度极高，可以达到厘米级。在实时性上，也会比GPS更快。在定位应用中，UWB可以直接做前端的判断，大幅度减少对算力的需求。同时Qorvo UWB的通信可配置AS加密字段，可以做到安全的数据交换。UWB技术带来的低功耗，低成本与低算力需求，对于IoT应用来说是完美适配的。

与其他短距离通信技术相比，UWB的抗多径方面的能力是极其突出的，不增加其他额外的放大情况下，UWB可以做到70米左右，远远超过蓝牙WiFi的距离。而Qorvo目前的数据传输速率可以做到27兆BPS，可以做速传上的应用。在功耗和成本已经占据优势的情况下，Qorvo UWB的可拓展能力也值得一提，在同一个定位区域或者测距区域内Qorvo UWB可以比其他技术支持更多的设备同时进行互联。

Qorvo UWB在市场上应用得十分广泛。Qorvo从2013年开始做UWB芯片，目前超过40个垂直市场都有其应用，比如工业上的实时定位系统，汽车钥匙等等。目前有高精度要求的定位系统基本上都采用了UWB来做。据介绍，目前存在的UWB的定位系统大概有95%都是用Qorvo芯片来做的。Jessica Zhou表示，在下一代产品上，Qorvo会基于第二代继续迭代第三代做相应的HOC，并结合Qorvo在射频前端的强大实力研发带有前端补偿的芯片。

在不久的以后，UWB将进入爆发阶段并开始建立起自己的生态圈。在应用上，UWB也将从IoT智能设备，手机，汽车，机器人应用延伸向更多的新兴应用。

微容科技：从PCB到芯片内置，智能与物联产业发展中被动元件的升级

被动元器件MLCC在2017年之后，随着行业发展热度持续走高。尤其是近两年5G与物联网的发展火热，被动元件也变得越来越重要。作为国内被动元器件MLCC的标杆企业，微容科技在本次大会上，由营销中心常务副总经理郑春晖向我们介绍了被动元件在物联网中的发展轨迹与形态变化。

首先郑总分享了电容在物联网行业的市场状况与技术发展趋势。MLCC作为“电子大米“，从单机用量数量是最多的一个品类，尤其是陶瓷技术推出后，MLCC的稳定性、寿命、耐压值都得到了提高，更适合于高速SMT，可以说MLCC的发展是稳中向好的。

从元协发布的全球MLCC市场规模来看，今年MLCC的销售额已经过千亿，同比增长11%，未来几年，随着物联网、5G、AI、车载、新能源整个储能行业的发展，MLCC每年的增长率可能达到7.9%。MLCC的销量截止目前也已经超过4.39万亿只，预计每年还会按照6.6%的速度来增长。这种情况下，会不会造成产大于销呢？郑总给出了他的回答，需求的拉动非常大这很正常，每家厂商经过扩产都需要经过一段时间来找到自己适合的市场来贡献供应能力。

而MLCC行业的技术发展也聚焦于精密材料。从几百纳米到几十纳米，这是MLCC，尤其是陶瓷MLCC可以肯定的发展趋势。同时流程工艺化的提高是另一个重点，这是一个整个行业的趋势，所有的厂家都在努力，特别是国内的厂家，都在对标日韩的同行往这个方向发力。

在物联网应用上，微容科技看到了物联网应用对无线通信的要求。随着物联网搭配产品的多形态化，它的模块化集成度越来越明显。反映到对被动元器件MLCC上，其应用趋势一个是超微型化，对应物联网器件对尺寸要求越来越小；第二个是射频能力提升，对应了物联网应用要求的低损耗与信号的高保真度。同时，物联网应用发展将算力拉高后，MLCC对容值的要求也越来越高，容值肯定也将向高容量发展。随着产品形态的升级，MLCC也已经从PCB级板上真正进入到了内埋封装体系。

物联网的高速发展，对元器件厂商下一代的技术能力以及产量能力都提出了越来越高的要求。这既是每个厂商的挑战，更是每个厂商的机遇。

芯海科技：懂技术懂市场更懂鸿蒙，软硬件一体化优势助力万物互联

芯海科技是国内首家打破高精度ADC国际靠垄断的芯片设计企业，核心产品形态是模拟信号链+MCU双平台、AI测量算法和AIoT一站式解决方案。在健康测量AIoT上，芯海主要是做Wi-Fi/BLE和一些基于感知、控制、连接和AIoT一站式的解决方案。

芯海科技系统开发部总监刘龙光表示，芯海凭借十多年高精度ADC和高可靠性MCU的深度理解，针对客户的特定需求，研制出基于智慧IC加智慧算法、云平台和AI、大数据一体的一站式解决方案。通过深耕体脂秤这样的细分市场，构建出完整的生态链，给终端厂商赋能。目前芯海自己的平台接入用户已经超过了1300万。

然而智能化需要做的事情还有很多，比如通用功能技术门槛虽然不高，但总实现成本不低。芯海通过调研总结出了当下智能化面临的数项挑战：每个智能设备都需要一个app，用户使用成本高；蓝牙设备的绑定操作繁琐；APP下载注册对部分低线城市用户尚有困难；开发和维护涉及面大、综合难度高等。为此，传统硬件厂商很难依靠自身力量完成智能化的转型和升级。

为了解决这些挑战，芯海基于HarmonyOS Connect提供了多层级的产品和服务，比如芯片/模组、不同品类的标准方案、UX设计与H5开发、FA开发、认证指导和项目整体管控等，还有50余家的方案代理商帮助厂家做差异化定制。客户只需要做一些设计、组装和生产工作，就能做到整机的交付和销售。

除了智能体脂秤以外，芯海基于在这一产业“芯片+平台”的商业模式和产业带沉淀，也开始了在其他品类上与HarmonyOS Connect的深度融合。比如在运动健康、环境安全以及健康、智能小家电上，快速实现L0无屏设备的大规模接入。

芯海打造出了端到端的交钥匙工程，提供针对不同应用场景需求的整体解决方案，帮助客户快速接入鸿蒙生态，节省80%以上的时间。据刘龙光透露，今年芯海帮助加入鸿蒙生态的终端品类有20多个，在华为端商机报备的厂商有100多个。目前立项开发的产品达51个，已拿到证书的产品达29个。

除了AIoT以外，芯海未来也会以工业和汽车领域作为重点投入方向，2020年底开始从泛工业、汽车电子突破，多点开花。

康祺科技：智能门锁、可穿戴和物联网终端电池模拟和续航优化

如今的智能设备整机与芯片低功耗测量中，面临着不少的挑战。比如间歇、突发、高动态快速变化的工作电流，以及从毫秒级到数天的测试时间。传统的测试仪器比如示波器，虽然可以做到高采样率，却难以保证分辨率和精度，而高分辨率的万用表则面临低速和压降等问题。

是德科技的N6705C直流电源分析主机提供了高度集成的一体化测试方案，结合N6781/N6785A限源表模块，可以连续捕获8nA至8A快速变化的耗电电流波形，做到零压降的电流、电压表，完成电池真实环境下的容量测试，还包含了可调节的电池内阻仿真等特性。BV9200B电源控制软件提供长达1000小时的数据记录，支持64K复杂波形编辑，BV9210B电池测试和电池模拟器软件则支持电池的模型提取和模拟，也允许对电池进行充放电测试。

在智能门锁应用中，电池的端电压决定了电池的寿命，而决定端电压的因素包括电池的开路电压、内阻以及产品的工作电流。因此通过电池测试生成模型，掌握电池和复杂的特性，将为优化产品的功耗和选择最合适的电池找到最佳途径，进而延长电池工作寿命。

康祺科技副总经理左怀丰展示了一段智能门锁应用中电池续航的测试，对比物联网电池与普通的碱性电池的寿命。在测试过程中，借助N6705C直流电源分析仪主机+N6781A SMU模块，配合BV9200B分析软件，对电池的功耗模型进行了测试。从开锁波形上可以看出休眠与开锁时的电流差距很大，所以需要高动态范围和高速捕获能力。

随着输出电压的调低，可以看出在端电压降到3.2V时，已经无法打开门锁。接着利用N6705C和BV9210B电池模拟软件对两种电池的模型进行提取。通过电池和门锁负载的模拟，测试两种电池端电压降低至门锁最低电压时电池的剩余容量。

测试结果发现碱性电池只放出45.2%的电量就无法工作，而物联网专用电池在同样的负载条件下，却可以放出71%的电量，实打实地增加了智能门锁的开锁次数。从测试数据中也可以看出，物联网电池的电阻要小于碱性电池，所以在峰值电流拉载时，电池端电压要高一截，不会触发智能门锁关机。

原文标题：突破软硬件壁垒，多技术融合助IoT应用落地

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审核编辑：彭菁