AirPods只能占据你的耳朵,AirTag的野心却是整个世界

2021年05月11日 13:49 次阅读 稿源:GeekPark极客公园 条评论

如果你买了 AirTag,可能会发现一件事:发布会上苹果着重介绍的“精准查找”功能,在 AirTag 的使用过程中其实不太重要,至少没有苹果展示的那么重要。通过 UWB 技术,iPhone 能精准地定向查找 AirTag,定位距离和方向。

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听起来很棒,但 UWB 连接的有效范围并不远,实际使用中,这个距离最多只有 10 米左右。超出信号范围,你还是要通过蓝牙连接,控制 AirTag 发出声音,找到它的位置。

而且只有配备了 U1 芯片的 iPhone 11、12 系列,能够与 AirTag 建立 UWB 连接,更早的 iPhone 也只能通过蓝牙信号查找。

AirTag 基于 UWB 的定向追踪功能,只有 iPhone 11、12 系列能用。|Apple

作为一种无线连接技术,UWB 并不能取代蓝牙。但苹果显然在往更深处布局 UWB,去年发布的 Apple Watch Series 6 上也配备了 U1 芯片,直到目前,它都没有任何跟 UWB 相关的功能,不能用来查找 AirTag。

这个做法很不“苹果”,苹果很少往产品里加入“可有可无”的功能,更不会往里面塞用不到的技术。如此看重 UWB 的苹果,卖的到底是什么药?

什么是 UWB?

UWB 是 Ultra-Wide Band(超宽带)的缩写。

它本质上和蓝牙、Wi-Fi 一样,也是一种通讯协议。不同点在于,UWB 覆盖的频段很宽,最低 3.1GHz,最高可以达到 10.6GHz,所以被称为超宽频。相比之下,蓝牙的覆盖频段只有 2.402 - 2.480 GHz。Wi-Fi 也是,在 2.4GHz 和 5GHz 下分别有一些很窄的频道。

当然,实现超宽频覆盖也有代价。UWB 在特定频率下的发射功率相对蓝牙、Wi-Fi 要小很多,只能发射比较短的“脉冲信号”,而不是正弦波,能搭载的信息更少。

任何一种通讯协议,都是取舍后的结果。UWB 也一样,它牺牲了一定的码率、传输距离,换来了更好的抗干扰性、更快的连接速度、更低的功耗。

早在 2002 年,UWB 就被美国联邦通讯委员会批准民用。更早的时候,有人认为 UWB 能成为下一代数据传输的标准协议,但在传输距离、速度、功耗、成本上的难以平衡,让它输给了 Wi-Fi。

UWB 覆盖的频段比 GPS、蓝牙、Wi-Fi 都宽,但发射功率更低|ELIKO

UWB 的发射的是“脉冲信号”,这使它具备了两个独特的功能优势——精准定位和极高的安全性。这两个特性,让 UWB 在沉寂 20 年后,突然有了焕发新生的可能性。

UWB 发出的是极短的脉冲信号,这意味着 A 设备可以发出的信号里包含一个“时间戳”,B 设备处理信号并回传后,A 设备就能算出信号在空中跑了多久,用时间乘以光速,就等于两设备间的距离。这和雷达测距的原理类似。

同时,因为 UWB 测得的距离极为精准,如果在设备里放上多根天线,就可以通过不同天线收到信号、测出距离的差值,算出信号在空间上的方向。测距 + 定向,就能实现精准的相对定位。

除此之外,UWB 的脉冲信号因为在时域上极为精确,所以几乎不可能被拦截、篡改。这让它拥有更高的安全性,可以用来进行高安全级别的连接授权。

UWB 有什么用?

2019 年秋天,苹果首次在 iPhone 11 上搭载了专门用于 UWB 通讯的 U1 芯片。

基于 U1 芯片,苹果首先提供了一个应用场景:AirDrop 定向传送。配备 U1 芯片的 iPhone 在 AirDrop 的时候,会尝试建立 UWB 连接,实现“用户指向哪个设备,就将这个设备置顶推荐”,方便用户选择传输文件的对象。当然,这个功能只能在配备 U1 的 iPhone 11 和 12 之间实现,跟 iPad、Mac 无关。

包括 AirTag 在内,目前 UWB 的应用场景还比较窄,UWB 在 AirDrop、AirTag 产品体验中只占很小一部分。

AirTag 发售后,有用户发现其实它的说明书上法律声明的年份是 2019,侧面说明 AirTag 可能早就完成了开发,最初是准备和 iPhone 11 一起发售的。苹果考虑到要让支持 UWB 的 iPhone 更普及一些,才推迟至今发售。

2020 年 WWDC 上,苹果还将基于 UWB 的“近场交互”功能开放给了第三方开发者。开发者可以利用这个接口实现 iPhone 之间的实时测距、测向。在官方介绍中,苹果提出可以基于这个功能开发一些小游戏,并演示了一个体感“弹球游戏”。

AirDrop 如果检测到了 iPhone 指向另一台 iPhone,就会将这个人的头像置顶显示|Apple

不只是苹果,其他厂商也都在尝试布局 UWB。小米在去年 10 月就提出了基于 UWB 的“一指连”功能。通过在手机和智能家居中植入 UWB 芯片,实现手机指向智能家居设备的同时自动探测,弹出设备的控制菜单,将手机变成一个“智能遥控器”。

因为 UWB 连接具有较高安全性,它还可以被用来进行各种“解锁”的授权,比如智能门锁和车锁。2019 年 CES 上,三星就发布过一款智能门锁,通过 UWB 功能,实现家庭成员走到门口一米以内时,自动开锁。

苹果则早已申请了与 UWB 车钥匙相关的专利。2020 年 WWDC 上,苹果推出 iPhone 车钥匙功能,目前是基于 NFC 对汽车进行解锁,需要将手机贴在车的门把手上。如果未来这项功能拓展到 UWB,用户就可以实现不掏手机,靠近汽车自动开锁。相比目前主流的无钥匙进入方案,安全性会大大提升。

UWB 能成为一种基础设施吗?

对苹果来说,拥抱 UWB 技术首先是为了解决 AirDrop、AirTag 这些很“具体”的问题。但这个行业也有着更大的梦想。

此前 UWB 领域主要的使用场景都是 toB 的,主要为仓库、厂房等场景提供高精度室内定位。这种定位方案需要在室内预先铺设“定位基站”,然后给需要定位的物品、人贴上类似 AirTag 的 UWB 标签,就可以实现客观位置的精确定位。

耕耘这一领域多年的全迹科技 CEO 都延星,在接受极客公园采访时表示,如果在苹果的带领下,未来的智能手机都开始标配 UWB 芯片,这种室内定位解决方案将有可能走出 toB 场景,开始进入 toC 领域。很多公共场所,比如大型商场,可以通过铺设 UWB 定位基站,为顾客提供精确的室内导航服务。

听起来似乎有点遥远,但这其实也曾是苹果探索过的方向。2013 年,苹果推出了基于低功耗蓝牙协议的 iBeacon 室内定位方案,和 UWB 室内定位原理类似,只是通讯协议不同。通过 iBeacon,零售商可以为用户提供室内定位导航服务,也可以触发 iPhone 上的一些动作,比如自动推荐打开 App、接收一些附近售卖的商品信息。

iBeacon 最终失败了。一方面的原因在于蓝牙用于定位的精度还是不够,在公共场所的抗干扰能力也不够好;另一方面也在于这个使用场景还是相对薄弱了一点,并不是特别硬的需求。

很难说苹果会不会通过 UWB 复活 iBeacon。但 UWB 已经是苹果技术储备的一个重要部分,隶属于“位置技术”(Location Technologies)团队。在苹果的硬件架构里,UWB 可以被用来确定位置、建立连接、实现功能,它也需要与蓝牙、Wi-Fi、GPS、NFC 等多项技术配合工作。

很难说当年 iBeacon 的失败到底是技术不行,还是场景本身难以立足,这个问题的答案决定了苹果是否要用 UWB 复活 iBeacon|Apple

有人可能会感到担心。苹果从来都是一个崇尚“简洁”的公司,有着严格的“技术审美”,只有认定了一项技术能够服务于功能,才会加到硬件里来。像提前布局 UWB 这样的做法,会不会让产品变得越来越臃肿,甚至失去对需求的把握?

问题的答案可能不在于技术。就像 AirDrop 和 AirTag,它们背后有着复杂的技术逻辑,但从用户视角去看,它们用起来都是极为直观、简洁的。今天的智能手机已经不像十年前,技术和功能之间有明确的对应,光线感应器就是用来调屏幕亮度,重力感应器就是用来调整屏幕方向。

今天智能手机的很多功能和技术都没有明确的对应关系。比如苹果会综合 Wi-Fi、蓝牙等无线信号的强弱变化、感应加速度,来判断用户是不是在开车,开启驾驶模式。回到 UWB 上,苹果保持了产品上的克制,并没有为 AirTag 乱加功能。但毫无疑问,苹果也在持续思考,如何将 UWB 这项技术用得更好。

这才是最值得期待的部分。

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