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蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?


本周蘋果召開瞭春季新品發佈會,幾大產品線都迎來瞭更新。在發佈會過後,蘋果的股價迎來瞭微跌,看來資本市場對這場發佈會的反應一般般。


在發佈會過後,蘋果傳統意義上的拳頭產品並沒有掀起什麼波瀾,反而是一個小配件,引發瞭網絡熱議,那就是號稱防丟神器的——AirTag。


蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?


這是一枚紐扣大小的追蹤設備,重量也很輕隻有11g。可以把它掛在鑰匙鏈或者背包上,也可以塞進各種口袋裡。配合手機,它可以實現定位和追蹤。典型的應用場景是,把它掛在背包上,萬一包兒丟瞭,找不到瞭,可以通過手機裡的“查找”APP,來尋跡定位。


蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?


其實所謂的“防丟神器”這種產品早就已經出現瞭,不信問問養寵物的朋友,網上這種產品五花八門。


即便是科技公司的產品,三星也早在蘋果之前就發佈瞭類似的追蹤設備叫做SmartTag。基本原理也很相似,就是利用小型的低功耗藍牙裝置,來實現和手機的信息交互和定位。


當時三星發佈的追蹤器,分為瞭兩個版本,分別是SmartTag和SmartTag+,區別是前者隻支持藍牙定位,而後者則加入瞭UWB(Ultra Wide Band)超寬頻技術,或者叫超寬帶技術。


蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?


蘋果的同類產品AirTag隻有一個版本,而且是支持超寬頻的。


那這個UWB到底是什麼?它和藍牙定位有什麼區別?今天我們就來好好聊聊。


首先我們要理解一個概念,現在我們一說到定位,首先想到的是類似GPS這種衛星定位導航技術。無論是日常導航,還是當手機或者車輛丟失,GPS都可以通過衛星定位主動地和手機或者車輛溝通,獲取和上報它的位置信息。


但是這種衛星定位也有幾個問題。首先是耗電,這點在手機上最為明顯,如果我們全天候開著導航,手機的電量很難撐到天黑。另外就是精度不高。如果您有過用查找定位的方式來搜尋丟失手機的經歷,就能夠理解。定位的結果往往是個半徑幾十甚至上百米的圓圈,在地圖上看這個搜索范圍不大,但當你置身現場會發現,這個圈沒準覆蓋瞭幾個街區,十幾棟建築。汽車在這個范圍內或許相對好找,但是同樣的范圍內要找到一部手機或者是電腦,那真的是大海撈針。


蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?


所以無論三星還是蘋果推出的這種追蹤器,想要解決的就是小型物品的定位難題。


理論上隻要是有無線通信功能的設備,都可以實現定位,隻不過精度不同罷瞭。比如我們離不開的Wi-Fi,它其實就具備一定的定位能力。它的定位精度在5-15米左右,精度就比GPS高瞭一些。更重要的是它具備室內定位的能力,可以作為GPS定位的補充。有些商場,就是通過Wi-Fi來為顧客做室內導航服務的。尤其是辨別樓層,GPS很難做到,但是Wi-Fi就相對容易。


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比Wi-Fi精度更高的,就是藍牙。現在藍牙的定位精度可以達到1-3米。這就是一個相對高精度的定位能力瞭。目前市面上大量的防丟神器,其實采用的都是藍牙定位。藍牙的優勢是功耗很低,一個鑰匙扣大小的追蹤設備,甚至可以待機1年以上。隻要手機進入瞭藍牙追蹤設備的信號覆蓋范圍,就可以開始定位,同時還可以用手機呼叫追蹤器,讓它發出聲響。這樣哪怕在3米左右范圍內,也能找到丟失物品。


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比藍牙定位精度更高的,就是UWB超寬頻技術瞭。它的定位精度可以達到10-30厘米。意味著已經可以把你指引到伸手就能觸碰的距離,而且有更強的方向感知能力。之所以叫做超寬頻,是因為它可以在一個比較大的頻段范圍內,比如3G-10GHz左右的范圍,占用超過500Mhz以上的帶寬。這是什麼概念呢?作為對比,Wi-Fi的帶寬通常隻有20-80Mhz,最新的技術也隻能讓Wi-Fi擁有160Mhz的帶寬。所以UWB施展拳腳的空間更大。


而且和Wi-Fi、藍牙、或者收音機無線信號采用的正弦載波信號不同,UWB使用的是一種非常快的脈沖信號,有點像雷達,這讓它在方向性的定位方面有瞭獨特的優勢。


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但UWB也有局限,比如隻能實現短距通信,像GPS那種全球覆蓋是不可能的。另外它也需要硬件支持,比如AirTag就需要搭載U1芯片的iPhone才能支持,老款不好使。


但是隻要有藍牙的iPhone,都能被用來匿名尋找AirTag。任何一個iPhone用戶經過AirTag,並且落入它的藍牙連接范圍內時,AirTag都會主動連接這個陌生人,並通過這個完全不知情的好心的陌生人的手機,消耗對方的一點點不易察覺的電量和流量,來上報自己的位置。


蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?


這就是AirTag明明隻有藍牙和UWB,卻可以實現全球定位尋找的原理。不過從這個過程當中您也可以發現它和GPS搜尋的不同之處,它有一個前置條件,就是AirTag旁邊必須得有個拿著iPhone並且打開瞭“查找我的iPhone”功能的人。如果AirTag掉到瞭荒郊野外深山老林,那找回的希望幾乎為零。所以救援探險,還得靠衛星。


此外,UWB的信號也比較容易受到遮擋。如果把它放進包裡,或者放進車裡。那也會嚴重影響AirTag和手機的連接和定位能力。很有可能眼睛都已經看見瞭,AirTag還沒反應。


蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?

(因此掛件很重要,那不來一款愛馬仕配合一下?)


所以AirTag會不會成為現象級產品?大概率不會。因為要使用它的前置條件太多,結果上也不能保證百分之百實現定位和找回,不確定的因素太多。另外,我們還要知道,防丟和防盜是兩碼事,AirTag對後者完全無能為力。


但是這並不意味著UWB這種技術毫無意義,相反,它有著巨大的應用前景。其實在AirTag出現之前,搭載UWB芯片的產品就已經為我們展現出瞭一些過去前所未見的功能。比如面對面傳送文件,當我們面前有很多人的時候,你的手機對著誰,就會把文件傳給誰,這就是在UWB定位的基礎上實現的功能。


蘋果AirTag用的UWB到底是啥原理?


另外,把手機作為遙控器遙控傢裡所有的智能設備,這是很多人的願望。現在雖然也可以實現,但是比較麻煩。有瞭UWB芯片,手機可以定位出傢裡所有的智能設備的位置,手機對著哪個設備,就可以遙控哪個設備,這就在使用上方便和人性化瞭很多。


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在精確導航方面的想象空間更大,進瞭超市,手機可以把你導航到想要的商品面前,進瞭美術館,你可以直奔主題,站在自己最喜歡的藝術品面前。兩個人約好瞭在商場見面,打電話問“你在哪兒”將成為過去式,隻要導航到終點,一抬頭就是對方的臉。可以肯定的是,UWB將為物聯網江湖打開一片新的天地。


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