蘋果防丟神器上線 定位比低功耗藍(lán)牙更精準(zhǔn)

蘋果“春晚”上，除了紫色的 iPhone 12、iPad、iMac 以及 Apple TV 等常規(guī)產(chǎn)品的發(fā)布更新之外，“防丟失神器”AirTag 也終于與大家見面。

蘋果在其發(fā)布會(huì)上稱，AirTag 內(nèi)部有多項(xiàng)安全的精準(zhǔn)查找功能，開創(chuàng)了業(yè)內(nèi)先河。在蘋果發(fā)布會(huì)結(jié)束后幾小時(shí)內(nèi)，關(guān)于 AirTag 的話題就已經(jīng)登上各大榜單熱門，獲得了極高的關(guān)注度。

事實(shí)上，這款產(chǎn)品早已不新鮮，早在 20 多年前，阿笠博士就已經(jīng)給柯南裝備上，開個(gè)玩笑，不過用來實(shí)現(xiàn)這款產(chǎn)品核心技術(shù) UWB 確實(shí) 20 多年前就已經(jīng)在發(fā)展，其硬件支持需要用到的 UWB 芯片，蘋果在 2019 年的時(shí)候就已經(jīng)配備在 iPhone11 系列手機(jī)上。

還有一個(gè)好消息是，如果你不愿意為一個(gè) AirTag 花上 229 人民幣，可能在今年年底就有機(jī)會(huì)買到價(jià)格更低的替代品。

在決定要不要購(gòu)買一個(gè) AirTag 之前，不妨先詳細(xì)了解一下 AirTag 背后的魔力。

室內(nèi)厘米級(jí)定位，比低功耗藍(lán)牙更精準(zhǔn)

如果說在此之前蘋果查找功能只能幫助用戶找到個(gè)人的電子產(chǎn)品，那么 AirTag 的出現(xiàn)則大大地?cái)U(kuò)展了用戶可查找物品的范圍。另外，使用 AirTag 可以得到更加精準(zhǔn)的坐標(biāo)，而不是僅僅獲得一個(gè)模糊的范圍。

據(jù)蘋果官方介紹，可以將 AirTag 掛在各類物品上，再通過“查找”App 來跟蹤 AirTag，當(dāng)遺失的物品出現(xiàn)在附近時(shí)，帶有 U1 芯片的 iPhone 就能給予用戶多感官反饋，指引用戶找到物品。

AirTag 之所以能得到更加精準(zhǔn)的定位，主要是蘋果自研的 U1 芯片在發(fā)揮作用。

U1 芯片的第一次露面是 2019 年蘋果推出 iPhone 11 系列手機(jī)，宣稱全新設(shè)計(jì)的 U1 芯片將利用超帶寬技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間感知，允許 iPhone 11 系列手機(jī)精準(zhǔn)確定其他與配備 U1 的蘋果設(shè)備。

超帶寬技術(shù)是一種源于 20 世紀(jì) 60 年代的脈沖通信技術(shù)，與通過高頻載波調(diào)制帶寬信號(hào)的傳統(tǒng)通信體制不同，UWB 主要通過發(fā)送與接收納秒或微納秒級(jí)以下的極窄脈沖來實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，由于脈沖時(shí)間寬度極短，相應(yīng)地帶寬就變大了，能夠達(dá)到 500MHz。

雖然 UWB 技術(shù)的發(fā)展歷史悠久，但直到最近幾年才逐漸有替代低功耗藍(lán)牙，應(yīng)用于高精度定位上趨勢(shì)。三星在今年 1 月份發(fā)布了類似蘋果 AirTag 的產(chǎn)品 SmartTag，小米也在去年像外界展示了 UWB 一指連技術(shù)的概念，盡管實(shí)際具有這一功能的產(chǎn)品還未發(fā)布。

曉峰(化名)是國(guó)內(nèi) UWB 芯片設(shè)計(jì)公司瀚巍微電子的一名研發(fā)骨干，在進(jìn)入瀚巍微電子之前，一直從事低功耗藍(lán)牙的芯片設(shè)計(jì)，系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)及藍(lán)牙聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)制定“低功耗藍(lán)牙芯片 AoA(AOA，Angle of Arrival)和 AoD(AoD，Angle of Departure)標(biāo)準(zhǔn)被提出來之后，大家都對(duì)這一技術(shù)抱有極大的期望，覺得這一技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，而且也可用于高精度的位置定位。那時(shí)我們就發(fā)現(xiàn)了定位這一市場(chǎng)需求，而且各大廠商都有自己的應(yīng)用場(chǎng)景和痛點(diǎn)需求。”

不過在持續(xù)研發(fā)和推廣這一技術(shù)的過程中，這名研發(fā)骨干及其團(tuán)隊(duì)遇到了一些瓶頸，雖然可以在一些場(chǎng)景里成功地演示，但在大規(guī)模商用時(shí)卻遇到了很多問題，室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境嚴(yán)重影響測(cè)距精度。當(dāng)時(shí)嘗試過優(yōu)化算法，或者改進(jìn)算法來提高測(cè)距的適用性，但依然無(wú)法應(yīng)對(duì)復(fù)雜的用戶場(chǎng)景，滿足市場(chǎng)及客戶的需求“在復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)高精度定位需要新的技術(shù)，我們選中了 UWB。”他說道。

低功耗藍(lán)牙和 UWB 在精準(zhǔn)定位能力方面有一定差異。藍(lán)牙 AoA(AoA，Angle of Arrival)測(cè)距對(duì)基站和天線部署的要求比較高，不是單靠手機(jī)與手機(jī)之間的測(cè)距，就能做到厘米級(jí)精度，行業(yè)普遍覺得將低功耗藍(lán)牙做到厘米級(jí)測(cè)距很難實(shí)現(xiàn)。

盡管在居家環(huán)境中，藍(lán)牙也可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的厘米級(jí)測(cè)距，但抗干擾能力較弱，容易受到影響。好比我們?cè)谝粋€(gè)有幾千人的展廳中使用手機(jī)的藍(lán)牙無(wú)線連接，可能會(huì)出現(xiàn)連上別人的設(shè)備的情況。

最重要的是，如果使用 UWB 技術(shù)，被定位物品第一秒在 A 點(diǎn)，下一秒在 B 點(diǎn)，兩點(diǎn)之間大約存在 30cm 的誤差，而使用低功耗藍(lán)牙技術(shù)時(shí)，誤差就會(huì)擴(kuò)大到 2~3 米。

正是因?yàn)樗{(lán)牙和 UWB 技術(shù)的精準(zhǔn)度差異，才會(huì)出現(xiàn)在使用 iPhone 使用藍(lán)牙查找 AirPods 時(shí)，距離很近也不知道具體位置的情況。

筆者了解到，蘋果自研的 U1 芯片與 Qorvo 的 UWB 芯片有一些相似之處，剛被 Qorvo 收購(gòu)的 Decawave 公司，其最新可以用于消費(fèi)級(jí)的 UWM3000 模塊已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn) 7cm 的測(cè)距精度和大約 30cm 的定位精度，U1 的精準(zhǔn)度可能與此相差無(wú)幾。

防丟失神器也是追蹤定位工具?

既然可以通過 AirTag 找到遺失物品，會(huì)不會(huì)有人用這一技術(shù)來進(jìn)行定位追蹤?

從理論上講，確實(shí)可以使用 UWB 技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位監(jiān)測(cè)和追蹤。“UWB 追蹤目前只是在有效范圍內(nèi)的高精度定位，但可以和其他定位技術(shù)，比如 GPS 融合在一起實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)追蹤。”UWB 芯片設(shè)計(jì)公司優(yōu)智聯(lián)創(chuàng)始人董宗宇表示，UWB 芯片未來很大程度上可以用在安防芯片上，比如公檢司法，疫情期間人與人之間的位置監(jiān)控，都可以使用這以技術(shù)來收集到重要且敏感的位置信息。

不過，可以放心的是，用戶無(wú)法利用 AirTag 這一工具實(shí)施定位追蹤。

蘋果表示，AirTag 的設(shè)計(jì)旨在追蹤物品而非追蹤人，因此加入了多項(xiàng)安全功能，以防意外的追蹤。其中包括更新識(shí)別符、檢測(cè)到未知的 AirTag 時(shí)發(fā)出聲音。查找網(wǎng)絡(luò)可以讓所有人都參與，但在未經(jīng)用戶同意的情況下，無(wú)需與任何人分享自己的位置信息，包括蘋果用戶。

雖然 U1 芯片在 AirTag 中主要用于精準(zhǔn)定位，但是 UWB 技術(shù)最早其實(shí)是一種連接技術(shù)。

“UWB 在商業(yè)上最早應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高速通信，當(dāng)時(shí)的通信速率達(dá)到 480M bit/s，針對(duì)的典型應(yīng)用是無(wú)線 USB，在 2002 年、2003 年時(shí)，若 USB 能夠達(dá)到 480M bit/s，將是非常酷炫且領(lǐng)先的技術(shù)，市場(chǎng)非?？春?。”曉峰說。

不過當(dāng)時(shí)大家對(duì)于移動(dòng)世界的想象僅限于 PC 和筆記本，手機(jī)還是以功能手機(jī)為主，只有英特爾一家?guī)ь^計(jì)劃將 UWB 技術(shù)用在連接上。“但隨著時(shí)間的推移，基于 UWB 技術(shù)的無(wú)線 USB 鏈接實(shí)際速率比演示速率的 480M bit/s 低很多，遲遲沒有達(dá)到市場(chǎng)預(yù)期，最終相關(guān)的市場(chǎng)應(yīng)用沒有得到進(jìn)一步的推廣，而英特爾也退出了 UWB 聯(lián)盟。”此名研發(fā)骨干解釋道。

因此，在往無(wú)線連接方向發(fā)展時(shí)，UWB 始終跟不上 Wi-Fi 的發(fā)展速度，在第一輪競(jìng)爭(zhēng)中慘敗，直到蘋果將 UWB 芯片用在 iPhone 上，產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)才真正看好其未來的發(fā)展，UWB 技術(shù)迎來了自己的第二個(gè)春天。

縱觀當(dāng)下的 UWB 芯片市場(chǎng)，有在國(guó)際上領(lǐng)先的 NXP、蘋果和 Qorvo，近兩年也涌現(xiàn)了一批瞄準(zhǔn)消費(fèi)類的初創(chuàng) UWB 芯片公司，且對(duì)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)充滿信心。

“大概在去年 6 月份，UWB 的行業(yè)定下最新標(biāo)準(zhǔn)，IEEE 802.15.4z，在此之前大家可能做了很多積累，不過協(xié)議一直在演進(jìn)，因此國(guó)內(nèi)廠商雖然相較歐美廠商起步晚，但可以從一開始就按最新的協(xié)議做。我們預(yù)測(cè)，國(guó)外廠商可能領(lǐng)先我們半代到一代。另外針對(duì)特定的應(yīng)用場(chǎng)景，國(guó)內(nèi)芯片廠商可以實(shí)現(xiàn)差異化，做得更好的可能性很大。”紐瑞芯科技副總裁張海昆說道。

董宗宇則認(rèn)為，國(guó)內(nèi)做 UWB 芯片有自己的挑戰(zhàn)。“因?yàn)?UWB 芯片跟其它通信芯片有所不同，基本上所有的協(xié)議棧、基帶和模擬射頻都是全自研。UWB 比較新，所有底層的東西需要自己來研發(fā)。但這也是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。”

UWB 的最新協(xié)議發(fā)布時(shí)間還不太久，固然存在兼容性方面的問題，這意味著市面上已有的 UWB 芯片不一定符合最新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可能不同的 UWB 芯片無(wú)法實(shí)現(xiàn)互連互通。

不過，安全超寬帶的成功取決于一個(gè)可互操作的、整體的、相互連接的生態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)下有 FiRa 聯(lián)盟來推動(dòng) UWB 的生態(tài)建設(shè)，而來解決兼容性的問題。

目前 FiRa 聯(lián)盟成員已經(jīng)多達(dá) 64 名，其中包括瀚巍微電子、紐瑞芯、精位科技等國(guó)內(nèi) UWB 廠商。另外，雷 鋒網(wǎng)也了解到，不少國(guó)產(chǎn) UWB 芯片將在今年年底或明年量產(chǎn)，這意味著可能在不久的將來，有更多非蘋果 UWB 產(chǎn)品可以和 iPhone 互連互動(dòng)，消費(fèi)者也可以以更低的價(jià)格購(gòu)買到類似 AirTag 的產(chǎn)品。

正如張海昆所說，AirTags 價(jià)格很高，我們中國(guó)的廠商就可以把它做得更豐富，成本更低，普及率更高。

丟得再遠(yuǎn)，也逃不出 iCloud 織好的網(wǎng)

不知道鑰匙放在哪里可以用 AirTag 找到，那么 AirTag 丟了要如何尋找?比如，遺失在遙遠(yuǎn)的沙灘上。

打開“查找”網(wǎng)絡(luò)，使用 NFC 功能輕觸 AirTag 通知失主，在失主允許的情況下獲得聯(lián)系方式，就可以與失主取得聯(lián)系并歸還物品。蘋果似乎為我們描述了一個(gè)烏托邦式的理想社會(huì)，如果 AirTag 遺失在遠(yuǎn)方，技術(shù)上找到丟失的 AirTag 沒有問題，實(shí)際社會(huì)中能否找回 AirTag 則可能是一次運(yùn)氣測(cè)試。

筆者了解到，實(shí)際上在 AirTag 的生態(tài)系統(tǒng)中，蘋果主要通過 iCloud 將所有的賬號(hào)連接在一起，即依靠眾多的 iPhone 設(shè)備建立起一張密集的網(wǎng)，AirTag 位居其中，因此如果張三的 AirTag 遺失在遙遠(yuǎn)的沙灘上，擁有 iPhone 的李四路過 AirTag 附近，其位置信息就能被上傳到 iCloud 上，張三便能獲得大概的位置信息。NFC 的觸碰功能，則是在這一基礎(chǔ)上直接幫助失主找到遺失的 AirTag 及物品。

不僅如此，未來的 UWB 技術(shù)、芯片，以及 AirTag 本身，還有更多的可發(fā)展空間，甚至幫助 VR/AR 尋找出出路。

“AirTag 給了大家很多的想象空間，更多的是一種技術(shù)的啟發(fā)和傳播上的意義，它告訴我們 UWB 在更加廣泛的消費(fèi)類領(lǐng)域會(huì)有很多應(yīng)用場(chǎng)景，AirTag 只是其中一種應(yīng)用載體，而類似的應(yīng)用載體會(huì)非常豐富。”張海昆說。

“就我們自己的業(yè)務(wù)而言，我們的 UWB 芯片涉及智能駕駛、尋物定位、智能家居、智能耳機(jī)、VR/AR、移動(dòng)支付、室內(nèi)導(dǎo)航等 7 大領(lǐng)域。UWB 芯片可以增強(qiáng)空間感知，除尋物定位和指向性外，在人車交互、音頻、視頻、游戲等諸多場(chǎng)所會(huì)帶來非常豐富的體驗(yàn)。比如說，結(jié)合 UWB 技術(shù)帶來的位置感知和空間感知，VR/AR 眼鏡可以實(shí)現(xiàn)更為豐富的效果，游戲手柄的位置變化感知也會(huì)帶來不同的游戲體驗(yàn)。”張海昆補(bǔ)充到。

此次發(fā)布會(huì)上，蘋果暫時(shí)還未表示可以將 AirTag 和 AR 結(jié)合起來尋物，不過依然可以想象，如果將方位和距離等描述直接更換成視覺描述，即可以通過 AR 直接看到丟失的物品及其位置，那么找到丟失的鑰匙或卡片就會(huì)更加容易。

AR 發(fā)展歷經(jīng)艱辛，缺少剛需是其發(fā)展推廣道路上最大的痛點(diǎn)，AirTag 的出現(xiàn)則為 AR 帶來新的應(yīng)用場(chǎng)景 —— 找東西。雖然目前無(wú)法估量會(huì)有多少用戶為其買賬，但不失為一次不錯(cuò)的結(jié)合與嘗試。

可以看到的是，蘋果在 U1 芯片上的布局正一步步推進(jìn)，先在 iPhone 手機(jī)上裝上 U1 芯片，并聲稱可以精準(zhǔn)確定其他配備有 U1 芯片的設(shè)備，同時(shí)可以與支持 Car Key 的車輛配對(duì)，手機(jī)與門把手觸碰即可打開車門，如今又推出配有 U1 芯片的 AirTag，已經(jīng)鋪開量的 U1 芯片，有可能成為蘋果發(fā)展 VR/AR 的秘密武器。

瀚巍微電子認(rèn)為，出于對(duì)市場(chǎng)規(guī)模的衡量，國(guó)內(nèi)手機(jī)芯片廠商大概會(huì)在當(dāng)集成 UWB 功能的手機(jī)占整個(gè)手機(jī)市場(chǎng)規(guī)模 40% 左右的時(shí)侯，才會(huì)考慮是否設(shè)計(jì) UWB 芯片，國(guó)內(nèi)手機(jī)集成 UWB 功能，接下來三年是關(guān)鍵時(shí)期。

不過蘋果卻是從一開始就自研 U1 芯片，一方面 iPhone 就可以支持足夠的出貨量，另一方面也隱藏蘋果對(duì) UWB 技術(shù)更多的想象和信心。

讓人期待的是，接下來的蘋果又會(huì)用 U1 芯片玩出什么新花樣呢?

關(guān)鍵詞： 蘋果 神器 低功耗 藍(lán)牙