AirPods只能占据你的耳朵,AirTag的野心却是整个世界

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(www.ricai.net)。

通过 UWB 技术,iPhone 能精准地定向查找 AirTag,定位距离和方向。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。

公司名称:新乡市百分百机电有限公司