物流和供應鏈追蹤是物聯網的(de)一(yi)(yi)個重(zhong)(zhong)要應用場景，隨(sui)著全球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)和(he)產業分工的(de)不斷(duan)細化(hua)(hua)，物(wu)(wu)流(liu)和(he)供應鏈發(fa)展迅(xun)速(su)，市場研究機構Statista跟蹤數(shu)據(ju)顯(xian)示，2021年全球(qiu)(qiu)包(bao)裹運輸(shu)數(shu)量(liang)達到1579億(yi)件(jian)(jian)，中國快遞包(bao)裹數(shu)量(liang)為(wei)1083億(yi)件(jian)(jian)，占全球(qiu)(qiu)份額為(wei)68%。在(zai)這些包(bao)裹鐘(zhong)，相當一(yi)(yi)部分物(wu)(wu)品(pin)需要持(chi)續(xu)、實時的(de)在(zai)線追蹤，尤其是一(yi)(yi)些貴重(zhong)(zhong)物(wu)(wu)品(pin)、重(zhong)(zhong)要藥品(pin)疫苗(miao)、關鍵資產和(he)設備等，面對定(ding)位追蹤應用的(de)物(wu)(wu)聯網廠商(shang)不斷(duan)涌現(xian)，力爭在(zai)快速(su)發(fa)展的(de)物(wu)(wu)流(liu)和(he)供應鏈領(ling)域實現(xian)規模化(hua)(hua)部署(shu)。其中，智(zhi)能標簽作為(wei)便(bian)攜、低成本的(de)方式(shi)，受到越來越多的(de)物(wu)(wu)流(liu)和(he)供應鏈客(ke)戶所(suo)青睞，也是大量(liang)物(wu)(wu)聯網廠商(shang)關注的(de)重(zhong)(zhong)點。
智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)可(ke)以粘貼在(zai)(zai)貨物包裝上，相對于傳(chuan)統標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)集成了通信(xin)、感知的(de)(de)功能(neng)(neng)(neng)，能(neng)(neng)(neng)將貨物實(shi)時位置、狀態采集并傳(chuan)輸至管理后臺，實(shi)現(xian)持續追(zhui)蹤。同時，隨著各方面技術的(de)(de)進步，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)可(ke)以通過打印形(xing)(xing)式生產出來，更便(bian)于在(zai)(zai)各類追(zhui)蹤場(chang)景使用。市場(chang)研究機構ABI Research數據顯(xian)示，到(dao)2028年智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)出貨量將達到(dao)5.81億(yi)。近年來，追(zhui)蹤定位的(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)已(yi)形(xing)(xing)成多種(zhong)形(xing)(xing)式，根據通信(xin)距(ju)離(li)的(de)(de)不(bu)同，形(xing)(xing)成短距(ju)離(li)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)和廣(guang)域(yu)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)兩種(zhong)大(da)類。其中，短距(ju)離(li)的(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)已(yi)有很多成熟的(de)(de)形(xing)(xing)態，而廣(guang)域(yu)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)則是基于蜂窩物聯(lian)網通信(xin)研發的(de)(de)標(biao)(biao)簽(qian)(qian)(qian)，目前還在(zai)(zai)小范圍應用中。
藍牙智能標簽成為短距離智能標簽的典型代表
過去十多年(nian)，智(zhi)能標簽(qian)主要由RFID來驅動，目前(qian)RFID標簽(qian)成本已非常低(di)，而且已形成每年(nian)數百億的出貨量。然而，由于RFID天然的一些不(bu)足(zu)，業界(jie)不(bu)斷探索新(xin)的智(zhi)能標簽(qian)技(ji)術，藍牙標簽(qian)成為(wei)一個重(zhong)要方向。
提起藍(lan)牙(ya)智能標簽(qian)，很(hen)多從業者都會(hui)推薦Wiliot這家(jia)公司(si)。Wiliot將(jiang)其標簽(qian)產品(pin)命名為Wiliot IoT Pixels，它(ta)是一(yi)款小(xiao)型(xing)低(di)成本(ben)、自供電的藍(lan)牙(ya)傳(chuan)感器(qi)標簽(qian)，該標簽(qian)僅郵票大小(xiao)，可(ke)以貼在任何產品(pin)或包裝上(shang)(shang)，感知一(yi)系(xi)列(lie)物(wu)理和(he)環境數據，并將(jiang)信息傳(chuan)輸至網關、手(shou)機(ji)或支持低(di)功(gong)耗藍(lan)牙(ya)(BLE)的設備(bei)上(shang)(shang)，再發送至Wiliot云平臺，云平臺的機(ji)器(qi)學習算(suan)法將(jiang)數據轉化為可(ke)操作的見解，供各(ge)行各(ge)業的企業使用。
Wiliot IoT Pixels標簽(qian)(qian)一大亮點是(shi)不需要供電(dian)(dian)，該(gai)標簽(qian)(qian)完(wan)成(cheng)感(gan)知、存儲和通信(xin)的(de)(de)能(neng)(neng)量來自于收集周圍的(de)(de)無線射頻能(neng)(neng)量來為其供電(dian)(dian)，并(bing)使用(yong)該(gai)能(neng)(neng)量發送標簽(qian)(qian)唯(wei)一標識(shi)碼的(de)(de)數據以及傳感(gan)器讀(du)數。也正(zheng)是(shi)采用(yong)這一設計，該(gai)標簽(qian)(qian)不需要電(dian)(dian)池，因此其尺寸可以設計成(cheng)郵票(piao)大小，并(bing)能(neng)(neng)便捷地粘貼在各種物(wu)品之上。
Wiliot IoT Pixels硬件的(de)(de)核心是一(yi)(yi)款(kuan)低功耗藍牙無(wu)線(xian)MCU，用于提供感(gan)知、計算和(he)通信的(de)(de)能力，而且包含了一(yi)(yi)個自供電管理單元、幾個傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)接口、一(yi)(yi)個安全引擎和(he)用于編程和(he)配置的(de)(de)存儲器(qi)(qi)(qi)(qi)。其中，其CPU是一(yi)(yi)款(kuan)32位(wei)的(de)(de)可編程ARM Cortex M0+處理器(qi)(qi)(qi)(qi)，工(gong)作(zuo)(zuo)頻率位(wei)1MHz，存儲器(qi)(qi)(qi)(qi)內存位(wei)1KB;傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)方面(mian)，包括(kuo)一(yi)(yi)個精(jing)度(du)在1℃以(yi)(yi)內的(de)(de)溫度(du)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)以(yi)(yi)及(ji)一(yi)(yi)個傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)數字接口，Wiliot將環境和(he)食品質量(liang)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)集成(cheng)作(zuo)(zuo)為研發方向。
在成本(ben)方(fang)面Wiliot IoT Pixel標簽(qian)與RFID采用(yong)了(le)相(xiang)同的印刷(shua)電路技術，可以在郵票大(da)小的傳感器卷(juan)軸上進行低成本(ben)、高吞吐量的生產。根據Wiliot官(guan)網信息，這一標簽(qian)成本(ben)為(wei)10-75美分(fen)。從Wiliot布(bu)局來看(kan)，該公司要將其方(fang)案(an)廣泛應(ying)用(yong)于零售(shou)、醫(yi)療、食品等供應(ying)鏈各(ge)個(ge)環節，讓所有環節都實現在線和可視(shi)化。
與RFID相比，這(zhe)一(yi)藍(lan)(lan)牙(ya)(ya)標(biao)簽(qian)(qian)可以(yi)在(zai)很大(da)程度上減少專用(yong)手持(chi)讀寫器的(de)束縛，而且具(ju)備傳(chuan)感、通信、計算集成化功能，實(shi)現對(dui)物品相關信息的(de)主動(dong)感知。目前，海外已有多(duo)家(jia)廠(chang)商推(tui)(tui)出(chu)類似于(yu)Wiliot的(de)藍(lan)(lan)牙(ya)(ya)智能標(biao)簽(qian)(qian)產(chan)品，例(li)如一(yi)家(jia)名為(wei)Reelables的(de)廠(chang)商推(tui)(tui)出(chu)藍(lan)(lan)牙(ya)(ya)打印標(biao)簽(qian)(qian)，在(zai)供應鏈(lian)多(duo)個場(chang)景應用(yong)，同時，藍(lan)(lan)牙(ya)(ya)聯盟也在(zai)大(da)力(li)推(tui)(tui)動(dong)藍(lan)(lan)牙(ya)(ya)標(biao)簽(qian)(qian)在(zai)零售、物流領域(yu)的(de)應用(yong)。目前，基于(yu)低功耗藍(lan)(lan)牙(ya)(ya)的(de)智能標(biao)簽(qian)(qian)已經在(zai)多(duo)個領域(yu)形成一(yi)定規模(mo)，隨著(zhu)成本的(de)降低，其規模(mo)將進一(yi)步擴大(da)。
不同陣營發力，廣域網絡智能標簽備受關注
相對(dui)于基于藍牙等短距離通信，廣域(yu)物(wu)聯網能(neng)夠實(shi)現更大范圍物(wu)流和(he)供應鏈物(wu)品實(shi)時追蹤。廣域(yu)物(wu)聯網標(biao)簽(qian)的工程化難(nan)度(du)(du)更高(gao)，近年來很多廠商開展(zhan)布局，但還未(wei)形成規模化應用。不過，由于廣域(yu)網絡具(ju)有廣度(du)(du)和(he)深(shen)度(du)(du)覆蓋(gai)的優勢，關注這一領(ling)域(yu)的廠商越來越多，當然(ran)，廣域(yu)網絡智(zhi)能(neng)標(biao)簽(qian)規模化應用還需打破(po)很多壁壘(lei)。
廣域(yu)物聯網(wang)網(wang)絡已形成蜂窩(wo)和非蜂窩(wo)兩(liang)大陣營，這兩(liang)大陣營在(zai)智能標簽方(fang)面都有多(duo)年的探索。
早在2017年(nian)，Sigfox就推出(chu)了類似的智能標(biao)簽產(chan)(chan)品(pin)，是(shi)一(yi)(yi)(yi)款名(ming)為(wei)Admiral Ivory的廉價(jia)模(mo)組，目標(biao)價(jia)格(ge)僅(jin)約為(wei)0.2美元(yuan)，這款模(mo)組可用于大量一(yi)(yi)(yi)次(ci)性使(shi)用的產(chan)(chan)品(pin)中，尤其是(shi)一(yi)(yi)(yi)些“用完可丟(diu)棄(qi)”的產(chan)(chan)品(pin)。Sigfox曾在一(yi)(yi)(yi)次(ci)大會上(shang)(shang)展示了這一(yi)(yi)(yi)產(chan)(chan)品(pin)的應用，即在牛皮紙信封中貼(tie)上(shang)(shang)該標(biao)簽，當(dang)信封被(bei)打開時，就會觸發(fa)模(mo)組向后臺發(fa)送一(yi)(yi)(yi)條(tiao)文字消息，再實時發(fa)送給管理人手機，及時跟(gen)蹤信封的位(wei)置和情況。不過，隨著Sigfox后來破產(chan)(chan)并被(bei)收購(gou)，這一(yi)(yi)(yi)智能標(biao)簽產(chan)(chan)品(pin)再無新(xin)的消息。
2018年，Semtech推(tui)出(chu)了(le)LoRa Tag的追蹤、身(shen)份(fen)識別標簽的參考(kao)設(she)計，用(yong)(yong)于(yu)嵌入一些定(ding)位追蹤類(lei)設(she)備中，當某個事件觸發(fa)時可(ke)以通過LoRa網絡(luo)將數據上報(bao)，或者進行周期性的傳輸。此前(qian)，Semtech曾投資了(le)一家擁有全新電池技(ji)術的創業公司Imprint Energy，Imprint Energy擁有超(chao)薄(bo)的柔性印刷式電池技(ji)術，其產品很好的支(zhi)持了(le)LoRa Tag的設(she)想。不過，基于(yu)LoRa的智能標簽目前(qian)也為形成規模化應用(yong)(yong)，可(ke)能是受限(xian)于(yu)LoRa模組(zu)體(ti)積(ji)、成本(ben)等因素，超(chao)薄(bo)的智能標簽還有一定(ding)難(nan)度，體(ti)積(ji)相對大的LoRa跟蹤器則(ze)應用(yong)(yong)更(geng)多。
也(ye)是在2018年(nian)，國內低功耗廣域網絡廠商縱行科技推出一款ZETag廣域傳感(gan)標(biao)(biao)簽，其厚度(du)不足3mm。ZETag使其追蹤類應(ying)用(yong)從耐(nai)用(yong)品拓展至易(yi)耗品，縱行科技認為該標(biao)(biao)簽能(neng)夠(gou)被廣泛(fan)應(ying)用(yong)于工業、物(wu)流、健康、醫藥等諸(zhu)多有著源源不斷穩定需(xu)求(qiu)的領(ling)域。隨后數年(nian)中(zhong)，縱行科技與順豐(feng)、菜鳥、京東物(wu)流等物(wu)流類廠商深度(du)合(he)作，該標(biao)(biao)簽也(ye)廣泛(fan)應(ying)用(yong)于這些(xie)物(wu)流場景中(zhong)。
而在蜂窩物聯網(wang)陣營，對(dui)于智能標簽(qian)的探索也(ye)比較多(duo)，其中不乏全球(qiu)知名巨頭。
2020年，知名運營商沃達豐宣布和知名制藥公司拜爾合作推出一款可打印的基于NB-IoT的智能標簽，另外，芯片廠商(shang)ARM、索(suo)尼半導體(ti)和模組(zu)制造商(shang)Murata也(ye)看中智能(neng)標簽的(de)(de)前景，加入這(zhe)(zhe)一合作中。這(zhe)(zhe)一智能(neng)標簽融合了(le)iSIM功能(neng)，并(bing)將(jiang)NB-IoT通信模組(zu)、印刷(shua)電池、微(wei)處理器、天線、調制解(jie)調器以及幾個傳(chuan)感器共同集成(cheng)到(dao)一張打(da)印標簽上，可(ke)見(jian)所有的(de)(de)器件(jian)都需要超薄的(de)(de)厚度。其(qi)中，沃達豐(feng)提(ti)供參考設(she)計(ji)，ARM負責(ze)整(zheng)體(ti)藍(lan)圖，索(suo)尼半導體(ti)設(she)計(ji)芯片(pian)，Murata設(she)計(ji)模組(zu)。拜耳(er)制藥將(jiang)各方聚集在(zai)一起，打(da)印這(zhe)(zhe)一標簽，并(bing)像貼郵票一樣將(jiang)其(qi)貼在(zai)從倉庫(ku)發出的(de)(de)貨物包(bao)裝上。
沃(wo)達豐的一位高(gao)管對此給出高(gao)度評價，他認為這是實(shi)現“大規模”物(wu)聯網(wang)的重(zhong)要基礎，而其成(cheng)本為幾歐元，打破了(le)資產追(zhui)蹤(zong)應用成(cheng)本的天花板，讓這一領域不在僅限于(yu)高(gao)價值商品，給資產追(zhui)蹤(zong)開辟(pi)新(xin)的市(shi)場。
2021年，美國(guo)運營商AT&T聯合索(suo)尼(ni)半導(dao)體(ti)(ti)發布了智(zhi)能追(zhui)蹤標(biao)簽的計劃(hua)，這(zhe)一(yi)標(biao)簽是基(ji)于AT&T的LTE-M網絡，實(shi)現對運輸中物品(pin)位置的感(gan)(gan)知(zhi)。該標(biao)簽采用索(suo)尼(ni)半導(dao)體(ti)(ti)ALT1250芯(xin)片，這(zhe)一(yi)芯(xin)片支持LTE-M和NB-IoT，也可選衛(wei)星連(lian)接，其體(ti)(ti)積(ji)僅為(wei)100mm2。AT&T認為(wei)，RFID追(zhui)蹤無法實(shi)現物品(pin)信息實(shi)時(shi)上云，而這(zhe)一(yi)智(zhi)能標(biao)簽可以(yi)實(shi)現實(shi)時(shi)追(zhui)蹤，該標(biao)簽可以(yi)廣泛應用于藥品(pin)、物流、零售(shou)等行業，例如(ru)可以(yi)幫助(zhu)制藥商跟(gen)蹤敏感(gan)(gan)藥品(pin)，傳感(gan)(gan)器近乎實(shi)時(shi)地監控溫(wen)度，以(yi)滿(man)足監管要求，并(bing)在貨(huo)物被異動(dong)時(shi)發出警報。
今年年初，荷蘭物聯網標(biao)(biao)簽廠(chang)商(shang)SODAQ與英國物聯網解決方案(an)廠(chang)商(shang)Pod Group以(yi)(yi)及漢莎工業解決方案(an)公司合作，使用(yong)集(ji)成(cheng)調(diao)(diao)制(zhi)解調(diao)(diao)器(qi)和印(yin)刷(shua)電池(chi)的(de)(de)智能(neng)(neng)標(biao)(biao)簽提供全球包裹(guo)跟蹤。從表面看(kan)，該智能(neng)(neng)標(biao)(biao)簽本身(shen)與任何(he)其他打印(yin)的(de)(de)運輸標(biao)(biao)簽一(yi)(yi)樣。然而，在其表面之下，是一(yi)(yi)個(ge)(ge)可(ke)回收的(de)(de)印(yin)刷(shua)堿性電池(chi)驅動的(de)(de)電子設備，包括溫度和震(zhen)動傳(chuan)感(gan)器(qi)，以(yi)(yi)及一(yi)(yi)款LTE-M的(de)(de)蜂窩調(diao)(diao)制(zhi)解調(diao)(diao)器(qi)。這(zhe)一(yi)(yi)標(biao)(biao)簽的(de)(de)尺寸厚度僅為0.08英寸，但其可(ke)以(yi)(yi)提供六個(ge)(ge)月的(de)(de)電量，在此期間可(ke)以(yi)(yi)進行多次位置和傳(chuan)感(gan)器(qi)查詢。標(biao)(biao)簽本身(shen)是通(tong)過用(yong)剪刀剪下一(yi)(yi)個(ge)(ge)明顯(xian)標(biao)(biao)記(ji)的(de)(de)角來激活的(de)(de)，而且這(zhe)一(yi)(yi)標(biao)(biao)簽可(ke)以(yi)(yi)重復使用(yong)。
今年(nian)2月份，高(gao)通(tong)公司(si)宣布推出(chu)物(wu)聯網平(ping)臺(tai)Qualcomm Aware，該(gai)平(ping)臺(tai)從一個(ge)場(chang)(chang)景切(qie)入(ru)，重點聚焦供應鏈物(wu)流(liu)。根(gen)據高(gao)通(tong)對Qualcomm Aware平(ping)臺(tai)的(de)描(miao)述，伴隨該(gai)平(ping)臺(tai)推出(chu)的(de)還(huan)有多款開發者終(zhong)端，主(zhu)要(yao)是不(bu)同(tong)等級(ji)的(de)物(wu)流(liu)追蹤(zong)器、傳感(gan)(gan)器、標(biao)簽產(chan)品(pin)，支持供應鏈物(wu)流(liu)多個(ge)場(chang)(chang)景的(de)感(gan)(gan)知，Qualcomm Aware平(ping)臺(tai)首(shou)批合作伙伴中(zhong)的(de)最終(zhong)用戶場(chang)(chang)景也大部分(fen)為物(wu)流(liu)追蹤(zong)需求。其中(zhong)，高(gao)通(tong)也發布了Qualcomm Aware配對的(de)標(biao)簽產(chan)品(pin)QSL110，該(gai)產(chan)品(pin)也是一款打印標(biao)簽，包含柔性電池、調制(zhi)解(jie)調器和(he)傳感(gan)(gan)器，厚(hou)度僅(jin)2mm，一次性使用，通(tong)過NB-IoT網絡(luo)定期(qi)向平(ping)臺(tai)上(shang)報跟蹤(zong)物(wu)品(pin)的(de)信息。
可以看出，目前蜂窩物聯網陣營的智能標簽都是基于NB-IoT和LTE-M網絡。基于蜂窩物聯網的智能標簽還在不斷演進中，未來，基于蜂窩物聯網的智能標簽需要進一步降低模組尺寸和成本，并進一步提升供能技術。其中，在供能技術方面，無源物聯網持(chi)續發展，通過電(dian)源(yuan)管(guan)(guan)理(li)技術，已(yi)出現(xian)(xian)借助電(dian)源(yuan)管(guan)(guan)理(li)模(mo)塊(kuai)支持(chi)NB-IoT模(mo)組工(gong)作的方(fang)案(an)，能夠實現(xian)(xian)NB-IoT永久(jiu)免供電(dian)，或許這一方(fang)向也將成為下一步智能標(biao)簽的主要研究(jiu)內容。
