2146
与非网讯，2024年9月18日，与非网第三届“物联网技术论坛”圆满闭幕。
会议以在线的方式举办，会议回顾：点击进入。
2024年，全球物联网市场已经发展至验证关键期，成为数字经济的新型基础设施。根据IoT Analytics发布的数据显示，到2024年底，全球连接的物联网设备数量预计将增长13%，达到188亿台；预计到2030年，这一数字将进一步增长至411亿台。
过去一年中，物联网基础建设有较大进展，但今天业界依然面临场景碎片化、网络安全问题突出、连接融合难、传感稳定性要求高和利用性差等挑战。
本次大会上，与非网副主编夏珍进行了AIoT主题分析报告的分享，同时邀请了来自产业界的专家，包括泰凌微电子业务拓展总监梁佳毅、江波龙嵌入式存储事业部高级市场总监钟山、芯科科技中国区高级现场应用工程师王进朝、Power Integrations业务拓展经理王军，分别从各自的角度探讨物联网相关技术及应用发展方向，为相关产业提供专业的价值参照。
图 | 与非网副主编夏珍分享《2024年中国AIoT产业分析报告》
近期，麦肯锡对物联网产业带来的价值做过一些统计和判断，预计到2025年，物联网将给全球经济带来4万亿美元到11万亿美元/年的经济价值。其中，受益最大的几个主体分别为：工厂、城市、人类、零售、户外、工作场所、车辆、家庭和办公室。
在这些场景的驱动下，物联网市场将呈现持续上涨趋势。然而受到这两年大环境不景气的影响，与 2023 年的物联网设备市场更新相比，IoT Analytics 略微下调了对物联网设备连接数量的预测。
根据IoT Analytics的“State of IoT Summer 2024”报告显示，到2024年底，全球连接的物联网设备数量预计将增长13%，达到188亿台。预计到2030年，这一数字将进一步增长至411亿台。
值得一提的是，在所有的连接方式中，蜂窝、LPWAN增长速度是最快的，而从整体占比而言，蜂窝、Wi-Fi和蓝牙这三种联网技术占据近 80% 的市场份额。
就中国市场而言，2022年中国物联网连接规模达到了56亿个，IDC方面预测，到2026年将增至约102.5亿个，复合增长率约18%，这一增长预期高于全球增长预期。
此外，夏珍提到：“2024年，人工智能从云端走入边缘和嵌入式终端的趋势明显，越来越多的物联网设备开始搭载更强大AI功能，而针对物联网的恶意攻击也愈发恶化。根据2023年ThreatLabz报告显示，2022年针对物联网的网络攻击增长了400%，其中制造业是物联网攻击最严重的行业，占报告攻击的 54.4%。攻击者不歧视任何组织，所有组织都是获取丰厚利润的目标。以勒索软件为例，它们的攻击导致了越来越多业务的中断，且中断时间和赎金规模都呈上升趋势。”
为了应对针对不断增加的物联网设备的网络攻击日益增长的威胁，国家和地区政府正在制定旨在加强安全性的立法和计划。今年早些时候，英国成为第一个强制实施物联网网络安全标准的国家，欧盟要求在欧盟销售的产品满足最低标准。此外，美国还为无线消费物联网产品建立了自愿标签计划。
夏珍表示：“中国这几年也在加大对网络安全的投入，但整体不及国外先进水平，重视和投入力度还需加强。”
图 | 泰凌微电子业务拓展总监梁佳毅分享《蓝牙信道探测：解锁高精度距离测量的新维度》
去年10月，蓝牙技术联盟首席市场官Ken Kolderup在他的中国行间表示，蓝牙即将发布三大重要更新，其中第一项就是高精度的距离测量，在规划中，蓝牙测距误差将不超过10%，也就是不超过20米。但在实际测试中发现，蓝牙的测距精度远高于此，因此该更新能够优化定位解决方案，赋能寻物、数字智能钥匙等应用场景。
今天，才过去一年不到，泰凌微就将这一技术作出了完美的落地诠释，体现了中国速度。
泰凌微电子业务拓展总监梁佳毅表示：“蓝牙是无线连接的重要组成部分，且成长性非常强，根据ABI Research发布的数据显示，2024年全球搭载蓝牙的设备出货量将达到54亿台，到2028年，这一数字将增长至75亿台。”
聚焦到位置服务领域，在蓝牙信道探测技术出现之前，蓝牙通常会借助广播能力实现设备的存在性检测，借助RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示）功能实现设备的距离估算，借助角度寻向技术实现设备的方向判定。
梁佳毅指出，RSSI功能下的距离检测是非常粗颗粒的，因为接收信号的强度往往会收到环境因素的影响，如障碍物、多径效应、反射、折射、吸收和散射等，从而导致信号强度的波动。
而在本月由蓝牙联盟发布的蓝牙6.0核心规范中，新增了蓝牙信道探测这一功能，基于成熟的PBR（相位测距技术），搭载多重安全机制，将蓝牙位置服务的距离测量能力和防恶意攻击能力提升到了新的“精度”和“高度”。
梁佳毅透露：“蓝牙信道探测在测量精度方面，初期实现达到了100米范围内±0.5米的精度，理论上的测量范围要更广。”
泰凌微作为蓝牙生态的深耕者，以及蓝牙信道探测技术开发的潮头者，已经发布多款支持蓝牙信道探测的芯片产品，并拥有从芯片到协议的全栈自研技术，深度参与蓝牙联盟组织的相关技术的互操作测试。在此基础上，泰凌微推出了基于TLSR922x的蓝牙信道探测评估开发板B92，并已获得头部客户青睐，预计产品将于不久上市。
图 | 江波龙嵌入式存储事业部高级市场总监钟山分享《嵌入式存储在万物互联的演进与实践》
物联网与存储之间存在着密切的关系，因为物联网设备产生的数据需要被存储、处理和分析以产生价值。近年来，数字化转型的加速和智能设备的普及带动了全球DRAM与NAND Flash市场持续保持高速增长态势。根据调研机构的数据显示，2024年上半年，DRAM与NAND Flash累积涨幅超20%。
与此同时，随着AI走向边缘和终端，AI手机、AI PC以及智能穿戴设备市场正经历着重大变革，市场增长空间十分可观，对存储产品的性能、容量及成本也提出了更高的要求。
以手机为例，AI大模型嵌入手机势必会占用较多的手机内存。从内存需求量角度来看，运转70亿参数的模型大约需要4GB内存，运行130亿参数的模型大约需要7GB内存。如果我们按照70亿参数的模型来计算，那么“4GB模型占用内存+6GB App保活+4GB安卓OS”，加总后可以得出一部AI手机至少需要14GB内存，所以目前的AI手机内存基本16GB起步。
在此背景下，半导体存储品牌企业江波龙深刻理解市场需求的变化，推出了PTM（存储产品技术制造）模式，并针对不同终端市场打造了一系列高性能、高可靠、低功耗的存储产品，涵盖FORESEE LPDDR5x、FORESEE UFS2.2、FORESEE QLC eMMC、FORESEE ePOP3、FORESEE ePOP4x、小尺寸eMMC、FORESEE SLC NAND等。
此外江波龙正在规划下一代FORESEE UFS4.0的产品，届时将采用自研的采用先进制程的主控芯片和自主算法固件，在可穿戴方面也将会推出更为量身定做的uMCP5x产品，给到客户更好的选择。
图 | 芯科科技中国区高级现场应用工程师王进朝分享《低功耗蓝牙技术应用于环境物联网(Ambinet IoT)的开发探索》
全世界每年有超过150亿个电池被扔进垃圾填埋场（相当于90万吨危险废弃物），而随着物联网的发展，预计到2025年，每天将有250亿个物联网设备需要更换达600万个电池，届时电池成本、更换成本，以及馈电给系统带来的问题，将减缓物联网本身的发展。
因此，越来越多的国家开始意识到该问题的严重性，并对电池收集和回收制定了新的规范，当这些法规出台，势必又会反过来影响物联网设备的设计。
在这样的背景下，一些替代能源的方案应运而生，包括太阳能、机械能、热能、振动/压电能、感应能等能量采集技术。并催生了环境物联网的概念，简单来讲，环境物联网是指一类新型物联网设备，它们能够从周围环境中采集能量，如无线电波、光、运动、热等，从而实现设备的持续供电和无线通信。这种技术的发展，使得物联网设备能够以更低的维护成本和更高的可扩展性，部署在更多具有挑战性的环境中。
与此同时，低功耗蓝牙技术在环境物联网领域的应用，为开发低功耗、长寿命的无线通信设备提供了新的可能性。有市场分析机构预测，到2030年，环境物联网市场将以24.4%的复合年增长率增长。
结合以上两种趋势，这些替代能源正在为更为节电的低功耗蓝牙提供供电可能，从而很大程度上减少了电池的使用和废弃。
针对该趋势，芯科科技面向深度休眠型的电池扩展或无电池的能量采集应用设计，推出了一系列能量优化无线SoC——EFR32xG22E （ xG22E ）。
芯科科技中国区高级现场应用工程师王进朝表示：“xG22E系列采用Cortex-M33和Cortex-M0+双内核设计架构，并搭载了512kB Flash和32kB RAM，接收灵敏度在802.15.4模式下可达-102.3dBm，在BLE 1Mbps模式下可达-98.9dBm，最大输出功率6dBm。在功耗方面，睡眠电流在EM2模式下为1.2μA，在EM4模式下为0.5μA；发送电流在0dBm输出功率下仅为4.1mA，在6dBm输出功率下为8.2mA；接收电流在802.15.4模式下为3.9mA，在BLE 1Mbps模式下为3.6mA。”
值得一提的是，xG22E系列拥有超快和超低功耗的冷启动功能，开机复位只需8ms，耗电量小于150μJ，同时在休眠唤醒方面表现尤为突出，EM4唤醒时间小于1.83ms，唤醒能量仅需16.6μJ，针对超低功耗或扩展出能应用可提供长达10年以上的纽扣电池运作，整体唤醒能量降低78%。在唤醒方式方面，xG22E系列作为2.4GHz多协议无线SoC，可支持低功耗蓝牙、专有协议、Zigbee等唤醒选项。
xG22E系列SoC的应用领域广泛，包括智能家居和家电、游戏类电子设备、智能建筑、轮胎压力监测传感器、资产跟踪、电子货架标签、工厂自动化、预测性维护和智慧农业等，这些应用都可以通过能量采集技术减少或消除对传统电池的依赖，实现更环保和可持续的解决方案。
在产品落地方面，为了简化应用工程师的开发流程，加速终端产品上市时间，芯科科技推出了 xG22E Explorer Kit等开发板，该套件附带了大量适用于蓝牙和 Zigbee Green Power 的示例应用，并提供了有关如何设置 PMIC 和优化代码以进行基于能源决策的说明。
图 | Power Integrations业务拓展经理王军分享《适用于智能家居和智能建筑的具有超低待机功耗的高效AC/DC电源解决方案》
前面的演讲我们提到物联网离不开连接和存储，事实上不管是物联网系统也好，其他应用也罢，都离不开电源的供电，它就像人体的心脏，为整个系统的运行提供源源不断的动力。
以智能家居和智能建筑为例，这些设备正在尝试集成更多的功能，涵盖传感器、网络连接、低噪声直流电机、嵌入式USB端口、智能语音交互模块等。
同时，从能源消耗的角度来看，当前许多全球监管机构都对将智能家居产品纳入范围，并越来越重视待机能耗。例如，新的欧盟条例2023/826还涵盖可调节家具/百叶窗/窗帘/天窗等由电机驱动的建筑构件，并限制待机和关断模式下的功耗不得超过0.5W，自2025年5月9日起生效，两年后将限制在≤0.3W。
如何设计出更加紧凑高效的电源系统，来因应智能家居和智能建筑等物联网应用场景需求，给我们的电源设计工程师提出了不小的挑战。
对此，Power Integrations推出了无需光耦且效率大于90%的电源解决方案——InnoSwitch。
Power Integrations业务拓展经理王军表示：“InnoSwitch可以简化BOM并减少PCB的尺寸，它是业界首款集成电源初级侧和次级侧控制器，且符合安规隔离的电源控制器，支持无散热片设计，反激架构下可实现大于95%的转换效率。如果使用PowiGaN，还可以额外提升2%的效率。”
在直流电机应用中，由于InnoSwitch-3/InnoSwitch-4支持恒定功率和峰值功率输出，所以可以提供瞬时大电流，从而满足如电机启动所需要的2-3倍的峰值电流，而当点击开始转动时，又立即减小电流，从而实现更为灵活的电源输出方案。
在无适配器充电应用中，由于InnoSwitch™5-Pro采用创新的次级侧控制方式，无需额外使用高成本的专用高压开关即可实现零电压开关(ZVS)，效率超过95%。这款新IC内部集成750V或900V PowiGaN™初级开关、初级侧控制器、FluxLink™隔离反馈功能和具有I2C接口的次级控制器，可优化紧凑型、高效率单口或多口USB PD适配器的设计和制造。其应用领域包括笔记本电脑、高端手机和其他便携式消费电子产品，包括要求支持新的USB PD EPR（扩展功率范围）协议的设计。
今天，以上多位技术创新企业代表和专家，就物联网领域的元器件、模组、设备、技术趋势及解决方案等做了精彩的分享。希望能够给参加论坛的产业链上下游及相关领域的观众朋友，提供宝贵的经验和参考。
