摆脱“线”制 IoT迈向完全无线化

　　随着越来越多的工程师与产品设计人员致力于开发不受电线牵绊的无线设计，特别是针对资料传输、互连与通讯应用而大量采用蓝牙（Bluetooth）、 ZigBee、Wi-Fi live等各种无线标准协定；渐渐地，我们所认知的“物联网”（Internet of Things；IoT），事实上已经成为“无线的物联网”（Wireless Internet of Things）了。

　　只要看看在本周举行的世界行动通讯大会（MWC）及其展示的诸多产品与原型，就能掌握下一波无线设计大势及其迈向完全无线化的必然结果。

　　

　　Sony在MWC的新闻发布会上推出最新的Xperia“智慧耳机”，据称能与Android智慧型手机共同作业。这款装置正象征着穿戴式装置的一个新应用范畴——即专家们所谓的“听觉”。业界一位观察家甚至预测，在未来的几年内，这种“耳机将完全无线化”！

　　就在今年初，德国业者Bragi开始出货时下最流行的无线耳机之一Bragi Dash，这款入耳式蓝牙耳机的设计与开发主要来自Kickstarter集资网站。

　　消费性听觉装置走向“剪线一族”（cord cutting）的趋势还只是冰山的一角。电子产品的资料传输、互连与通讯迈向“完全无线化”（Going totally wireless）的未来浪潮几乎袭卷着每一种装置，而无论它是否连接至网际网路。

　　无论是从无线电广播、电视与卫星，到Wi-Fi、蓝牙与ZigBee，在这个受到各种看不见的无线通讯大力驱动的世界中，我们很容易就会把无线通讯视为理所当然。

　　从Maxwell的等式与Marconi的初次实验以来，我们对于“无线”所掌握的基本知识就不曾变过。它是从电流流经时产生一个垂直于电线且彼此强化的电场与磁场的实体特性开始的，从此，“一切都可归结于随着传布而控制与侦测电磁（EM）场”。

　　“在传送端，这种控制包括针对不同频率切换EM放射开关，控制其电平，以及形成可编码有用资讯的波形。而在接收端，必须为这些波形进行选择性的侦测（调谐）以及撷取编码资讯。”

　　这取决于整个产业所打造的表面基本原则，从如何最有效率地振荡带电粒子（电子）以便产生电磁场着手。因此，业界至今已经开发出多种控制电磁波传播的先进方案了，在面对自然而然发生的障碍、波形吸收与强大的人为干扰等状况下仍能实现最佳化的资讯传送。

　　如果你和大多数的工程师一样，应该也在不断地寻找新的想法和智慧解决方案吧！对于未来以及随时需要的参考方案，你可能已经拥有或正在建立一系列的技术、文件、资料表、产品、标准与应用等各种资源。

　　我写这个专栏的目的就在于探索目前在物联网设计上所面临的一些重大挑战——例如低功耗微运算、讯号调节、无线通讯、感测器、致动器控制、更有效率的电源以及人机介面等。此外，也希望能藉此传递一些有帮助的资讯，为工程师读者带来足以实现或值得分享的宝贵资料。