當前，智能可穿戴設備制造商正在將長距離的蜂窩物聯網（NB-IoT/LTE-M）技術集(ji)成到(dao)以(yi)智能手表為代表的(de)可穿戴設備當中，以(yi)滿足其在(zai)遠程醫療、戶外運動等場景下的(de)“獨立(li)性”需求(qiu)。
智能可穿戴設備，是移動通信技術和計算機技術發展的集大成者。比如智能可穿戴設備中最具代表性的智能手表，從過去只能用來看時間，到如今通過網絡和計算芯片加持，可以用來顯示信息、查看天氣、撥打電話等。當前，智能可穿戴設備制造商正在將長距離的蜂窩物聯網（NB-IoT/LTE-M）技術集成到以智能手表為代表的可穿戴設備當中，以滿足其在遠程醫療、戶外運動等場景下的“獨立性”需求。
在此背景下，歐洲芯片公司Nordic面向智能可穿戴設備制造商，在其原有的基于 nRF52840和nRF5340短距離藍牙物聯網連接方案之外，同時又打造了基于nRF9160蜂窩模組的長距離蜂窩物聯網（cIoT）物聯網解決方案。這不僅使Nordic針對可穿戴(dai)設備廠商具備了(le)完整的(de)短距(ju)離(li)Bluetooth LE +長距(ju)離(li)cIoT物聯(lian)網賦(fu)能能力，同時解決了(le)智能可穿戴(dai)設備在(zai)連接、控制等方(fang)面面臨的(de)挑戰(zhan)。
智能可穿戴設備需要無處不在的連接
如今，智能可穿戴設備的“獨立性”正得到越發的凸顯。以智能可穿戴(dai)設備細分類目中占(zhan)比最大的智能手(shou)表(biao)為(wei)例，智能手(shou)表(biao)已經不再僅僅是智能手(shou)機(ji)的配件，更是作為(wei)可獨立使用的設備而存(cun)在。
在2019年6月4日蘋果舉行的WWDC大會上，蘋果公司為Apple Watch帶來的全新Watch OS 6系統，支持獨立的APP Store，一方面增強了智能手表在功能上豐富程度，另一方面則印證了蘋果已經不再視智能手表為手機的輔助設備。尤其是蜂窩版智能手表的推出，通過與手機無異的長距離通信連接能力，讓用戶有機會擺脫手機等主設備而盡情享受智能手表的便捷。
戶(hu)外(wai)運(yun)(yun)動(dong)是許多智(zhi)能手(shou)表(biao)用戶(hu)的(de)剛需場(chang)景(jing)之(zhi)一，而(er)在很多戶(hu)外(wai)場(chang)景(jing)下，如長跑、馬拉松競賽等，運(yun)(yun)動(dong)員(yuan)需要記錄自己(ji)運(yun)(yun)動(dong)過程(cheng)中的(de)運(yun)(yun)動(dong)數據和生(sheng)理體征的(de)變(bian)化(hua)，以此(ci)來分析自己(ji)的(de)運(yun)(yun)動(dong)狀態并加以改善。但(dan)一般的(de)智(zhi)能手(shou)機(ji)通常體型(xing)較大、重(zhong)量較重(zhong)，非常不利(li)于運(yun)(yun)動(dong)中攜帶(dai)。反而(er)智(zhi)能手(shou)表(biao)憑借體積(ji)小、重(zhong)量輕、佩(pei)戴方便、功能齊全等優勢，很容易成為替(ti)代智(zhi)能手(shou)機(ji)的(de)不二(er)之(zhi)選(xuan)。
不過，傳統智能手表中的無線通信技術通常以藍牙為主，藍牙無線連接擁有高速率和低功耗的特點，但同樣也擁有明顯的局限性——藍牙連接設備有嚴格的距離限制。比如現階段智能手表大多通過藍牙連接作為智能手機的輔助設備被使用，一旦脫離主設備就無法獨立使用，其功能性、實用性甚至安全性等必將會大打折扣。
相比于藍牙技術，蜂窩物聯網技術可以支持智能可穿戴設備與蜂窩基站的直接連接，而不需要通過智能手機或其他智能設備來承擔網關的作用，這極大解決了藍牙無線通信連接距離較短的難題。
另外，長距離蜂窩物聯網技術不僅通信距離長，同時還兼具低功耗的優勢。相比(bi)面向一(yi)般消費者的(de)(de)(de)智能(neng)手(shou)表所支持(chi)的(de)(de)(de)2G\4G蜂窩通信技術(shu)，蜂窩物聯網技術(shu)（NB-IoT/LTE-M）不會使(shi)原本體積就不大的(de)(de)(de)智能(neng)手(shou)表中的(de)(de)(de)電池很快消耗殆(dai)盡，因此能(neng)夠在遠程(cheng)醫療領域對(dui)老年人或患(huan)者進(jin)行“全天候”，甚至長達(da)數月的(de)(de)(de)監控。
借助Nordic基于nRF9160提供的低功耗蜂窩物聯網的連接方案，則能夠更上一層樓。nRF9160是一款可集成NB-IoT和LTE-M無線通信技術的系統級封裝的蜂窩物聯網模組產品，通過Nordic的在低功耗蜂窩物聯網技術上的全球化認證，還可以幫助制造商將產品快速推廣至全球。
圖：Nordic nRF9160
圖：Nordic nRF9160
另(ling)外，Nordic nRF9160從體積和(he)低功(gong)耗方面來(lai)看，極(ji)大解決了以智能(neng)手表為主(zhu)的(de)智能(neng)可穿(chuan)戴(dai)設(she)備因體積小(xiao)造(zao)成的(de)設(she)計難的(de)問題。nRF9160采(cai)用SiP封裝技術，整體尺(chi)寸(cun)僅有(you)10x16x1mm大小(xiao)，為市(shi)場主(zhu)流模組(zu)的(de)三分(fen)之一，可稱得上是迄今(jin)為止蜂窩物聯網模組(zu)行業中極(ji)小(xiao)的(de)外形尺(chi)寸(cun)。并(bing)且，nRF9160有(you)著比市(shi)場主(zhu)流模組(zu)更低功(gong)耗的(de)表現，在僅一年多的(de)時間里便獲得大量客戶(hu)的(de)青睞。
智能可穿戴設(she)備日趨強大的功能
智能可穿戴設備的獨立性趨勢另一方面體現在功能性上，現階段智能可穿戴設備的功能性正變得越來越完善。以智(zhi)能(neng)手(shou)(shou)環(huan)和智(zhi)能(neng)手(shou)(shou)表(biao)(biao)為例，同(tong)樣作為腕上智(zhi)能(neng)可穿戴設備(bei)，智(zhi)能(neng)手(shou)(shou)表(biao)(biao)和智(zhi)能(neng)手(shou)(shou)機的發展(zhan)走出(chu)了涇渭(wei)分明卻又(you)明顯趨(qu)同(tong)的道路。
智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)手(shou)環作為(wei)先于(yu)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)手(shou)表爆火的腕上(shang)(shang)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)可穿戴(dai)設備(bei)，憑(ping)借(jie)產品價格低廉(lian)的優勢率(lv)先俘獲了(le)大批消(xiao)費(fei)者的“芳心(xin)”。然而(er)自2019年(nian)起，智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)手(shou)環的出貨(huo)量(liang)逐漸被(bei)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)手(shou)表趕超。今年(nian)上(shang)(shang)半(ban)(ban)年(nian)，根據京東平臺銷(xiao)(xiao)售(shou)情況來看，其智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)手(shou)表銷(xiao)(xiao)量(liang)超過(guo)了(le)390萬(wan)件，銷(xiao)(xiao)售(shou)額(e)超過(guo)了(le)42億(yi)元(yuan)，相(xiang)較(jiao)去(qu)(qu)年(nian)整體的銷(xiao)(xiao)量(liang)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)了(le)約21%，銷(xiao)(xiao)售(shou)額(e)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)了(le)約26%。而(er)反觀(guan)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)手(shou)環就顯(xian)得相(xiang)形見(jian)絀了(le)，上(shang)(shang)半(ban)(ban)年(nian)智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)手(shou)環銷(xiao)(xiao)量(liang)超過(guo)220萬(wan)件，銷(xiao)(xiao)售(shou)額(e)超過(guo)了(le)5億(yi)元(yuan)，相(xiang)比(bi)去(qu)(qu)年(nian)整體市場無(wu)明顯(xian)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)，同比(bi)去(qu)(qu)年(nian)上(shang)(shang)半(ban)(ban)年(nian)銷(xiao)(xiao)量(liang)規(gui)模僅增(zeng)長(chang)(chang)(chang)了(le)5%左右，銷(xiao)(xiao)售(shou)額(e)規(gui)模僅增(zeng)長(chang)(chang)(chang)了(le)1%左右。
之(zhi)所(suo)以智(zhi)能手表能夠迅速代(dai)替智(zhi)能手環成為市場(chang)的(de)寵兒，其中原因(yin)不(bu)乏智(zhi)能手表比智(zhi)能手環擁(yong)有(you)更(geng)豐富的(de)功(gong)能，不(bu)過如今來看(kan)，兩者(zhe)的(de)發展無(wu)論在外(wai)觀還(huan)是功(gong)能上(shang)，都已經出現趨同(tong)的(de)現象。
與此(ci)同時(shi)，智能(neng)手表的功(gong)(gong)能(neng)也在不斷地(di)自我(wo)豐富。比如面向戶外(wai)場(chang)景(jing)，支持個人音樂、地(di)圖(tu)搜索、定位(wei)等已是常見現象(xiang)。除此(ci)之(zhi)外(wai)，在專業(ye)賽道上，一(yi)些品牌也開始關(guan)注專業(ye)性(xing)的數據，比如血氧、ECG、心率、睡眠檢測(ce)、體溫(wen)檢測(ce)和通話功(gong)(gong)能(neng)。同時(shi)，近年來支持Al語音識別(bie)功(gong)(gong)能(neng)的智能(neng)可穿(chuan)戴(dai)設(she)(she)備也在走向大(da)眾(zhong)，通過更(geng)先進的語音控制(zhi)(zhi)功(gong)(gong)能(neng)，能(neng)夠使(shi)得智能(neng)可穿(chuan)戴(dai)設(she)(she)備擺脫(tuo)屏幕的限制(zhi)(zhi)發(fa)揮更(geng)大(da)的作用，因(yin)此(ci)也將(jiang)具有(you)更(geng)加(jia)廣闊、更(geng)加(jia)多元(yuan)的市場(chang)。
而傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)無(wu)線(xian)通信解(jie)決方(fang)案通常僅(jin)(jin)提供設(she)(she)備連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)能力，比如Nordic nRF52840藍牙連(lian)接(jie)方(fang)案。它是(shi)采用(yong)CSP封裝的(de)(de)(de)最小尺(chi)寸(cun)藍牙SoC，僅(jin)(jin)3.544 x 3.607 mm，如此小的(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)完(wan)全滿足了智能可穿戴設(she)(she)備體(ti)積小、設(she)(she)計精(jing)益求精(jing)的(de)(de)(de)需(xu)(xu)求。同時該款芯片的(de)(de)(de)價格也極具誘惑(huo)力。但如果(guo)客戶需(xu)(xu)要(yao)針對(dui)具體(ti)應用(yong)進行開發，則需(xu)(xu)要(yao)通過外掛的(de)(de)(de)方(fang)式(shi)進一步集成MCU、GPS等(deng)器件才(cai)可以完(wan)成。
比如在(zai)戶外的山地馬拉(la)松場景中，通(tong)常會有遠離藍牙(ya)基(ji)站或者(zhe)蜂窩基(ji)站的情況(kuang)發生(sheng)，那么(me)在(zai)此情況(kuang)下就(jiu)需要(yao)不僅通(tong)過蜂窩基(ji)站的定位支持，還需要(yao)GPS輔助定位系(xi)統實現佩戴者(zhe)的位置追蹤，避免引功能(neng)單一造成的人員失蹤等問題發生(sheng)。
針對于此，Nordic繼 nRF52840 后推出更強大的 nRF5340，是Nordic的一款低功耗藍牙旗艦產品，同時也是全球首款配備兩個Arm? Cortex?-M33處理器的無線藍牙SoC，不僅能夠滿足基本的連接需求，同時還能夠做主控，支持QSPI顯示屏、智能傳感器等。最重要的是，nRF5340支持基于藍牙到達角（AoA）和藍牙出發角（AoD）的定位能力。
圖(tu)：Nordic nRF5340
在長距(ju)離方面，Nordic nRF9160也(ye)擁有強大的定位(wei)技(ji)術(shu)能力，集成的GPS接收(shou)器(qi)以(yi)及內置的nRF Cloud Location服務支(zhi)持，結(jie)合蜂窩物(wu)聯網基站定位(wei)技(ji)術(shu)，就可以(yi)提供GNSS和(he)LTE多種(zhong)定位(wei)支(zhi)持。
值得一提的(de)(de)是，nRF9160是Nordic集(ji)成(cheng)(cheng)度(du)最高(gao)的(de)(de)一款蜂窩物聯網模組產品，相比市(shi)場(chang)上主流模組，nRF9160“嬌(jiao)小”的(de)(de)身軀里(li)除了(le)(le)(le)集(ji)成(cheng)(cheng)了(le)(le)(le)GPS外，還集(ji)成(cheng)(cheng)了(le)(le)(le)Arm Cortex-M33應用(yong)專屬處理器、LTE全(quan)頻調制(zhi)解(jie)調器、射頻前端(duan)、電源管(guan)理系(xi)統(tong)等(deng)一系(xi)列必要器件。其(qi)中，nRF9160集(ji)成(cheng)(cheng)的(de)(de)Arm Cortex-M33應用(yong)處理器，配置(zhi)1 MB閃(shan)存和256 KB RAM，可使(shi)得高(gao)級應用(yong)開(kai)發(fa)在單個(ge)設備解(jie)決(jue)方案中成(cheng)(cheng)為(wei)可能。另(ling)外需要強調的(de)(de)則是在半導體(ti)產業(ye)鏈(lian)整體(ti)陷入供應困境的(de)(de)當下，集(ji)成(cheng)(cheng)了(le)(le)(le)Arm Cortex-M33主控能力的(de)(de)nRF9160能夠替代市(shi)場(chang)常見的(de)(de)外掛MCU，可以(yi)使(shi)制(zhi)造商避免(mian)因供應鏈(lian)問(wen)題(ti)造成(cheng)(cheng)減產，從而降低(di)制(zhi)造商生產風險和損失。
智能可穿(chuan)戴設備(bei)廠(chang)商的轉型挑戰(zhan)
當然，市場上(shang)(shang)任何快速的(de)(de)發展和變(bian)化(hua)必定會導致制造(zao)(zao)(zao)商在(zai)生產(chan)(chan)研發成(cheng)本上(shang)(shang)的(de)(de)上(shang)(shang)漲。比(bi)如制造(zao)(zao)(zao)商生產(chan)(chan)的(de)(de)產(chan)(chan)品需要(yao)從基于(yu)藍牙技術到基于(yu)蜂窩物聯網技術支持，不僅需要(yao)從硬件上(shang)(shang)滿足開(kai)發需求，同時還(huan)需要(yao)在(zai)軟件生態上(shang)(shang)創(chuang)造(zao)(zao)(zao)有利條件。而Nordic的(de)(de)優勢則在(zai)于(yu)基于(yu)其完全自研的(de)(de)能(neng)力所能(neng)夠提供的(de)(de)“一站(zhan)式”開(kai)發環境，從而避免(mian)制造(zao)(zao)(zao)商重復(fu)造(zao)(zao)(zao)車。
制(zhi)造(zao)商只要熟悉Nordic的(de)(de)(de)(de)低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)藍(lan)牙(ya)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)，就能夠很快(kuai)復制(zhi)到蜂(feng)窩物聯網業務的(de)(de)(de)(de)部署當中(zhong)去，因為基于Nordic的(de)(de)(de)(de)低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)藍(lan)牙(ya)產(chan)(chan)品和(he)(he)低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)蜂(feng)窩物聯網產(chan)(chan)品同(tong)屬于一樣的(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)發(fa)環境，這將極大提升制(zhi)造(zao)商開(kai)(kai)發(fa)和(he)(he)研究新產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)(de)進度和(he)(he)周期。
比如Nordic提供的nRF Connect SDK，其中包含了(le)針對(dui)(dui)蜂窩物聯(lian)網（NB-IoT/LTE-M）、Bluetooth LE、Thread、Zigbee和藍牙網狀(zhuang)網絡堆棧等一系(xi)(xi)(xi)列(lie)應用程(cheng)序、多種(zhong)應用層協(xie)議和豐富的應用參考實例，這針對(dui)(dui)nRF91系(xi)(xi)(xi)列(lie)、nRF52系(xi)(xi)(xi)列(lie)和nRF53系(xi)(xi)(xi)列(lie)的開發皆可使用。
總而言之，從智(zhi)(zhi)能可(ke)穿(chuan)(chuan)戴(dai)設(she)(she)備(bei)的(de)發展趨勢來看(kan)，脫離于智(zhi)(zhi)能手機而獨自使用的(de)穿(chuan)(chuan)戴(dai)舒(shu)適(shi)、個性化、功(gong)能豐富的(de)智(zhi)(zhi)能可(ke)穿(chuan)(chuan)戴(dai)設(she)(she)備(bei)已經(jing)成為(wei)消費(fei)者(zhe)的(de)“心(xin)頭好”。作為(wei)全球領先的(de)物聯網連接方(fang)案(an)提供商，Nordic在智(zhi)(zhi)能可(ke)穿(chuan)(chuan)戴(dai)設(she)(she)備(bei)領域的(de)前瞻布局和(he)多產品(pin)矩陣，將持續幫(bang)助智(zhi)(zhi)能可(ke)穿(chuan)(chuan)戴(dai)設(she)(she)備(bei)行業走向發展的(de)深海。
