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作者：趙小飛
市場研究機構(gòu)ABI Research數(shù)據(jù)顯示，到2028年智能標(biāo)簽出貨量將達(dá)到5.81億。根據(jù)通信距離的不同，形成短距離智能標(biāo)簽和廣域智能標(biāo)簽兩種大類。
物流和供應(yīng)鏈追蹤是物聯(lián)網(wǎng)的一個重要應(yīng)用場景，隨著全球化和產(chǎn)業(yè)分工的不斷細(xì)化，物流和供應(yīng)鏈發(fā)展迅速，市場研究機構(gòu)Statista跟蹤數(shù)據(jù)顯示，2021年全球包裹運輸數(shù)量達(dá)到1579億件，中國快遞包裹數(shù)量為1083億件，占全球份額為68%。在這些包裹鐘，相當(dāng)一部分物品需要持續(xù)、實時的在線追蹤，尤其是一些貴重物品、重要藥品疫苗、關(guān)鍵資產(chǎn)和設(shè)備等，面對定位追蹤應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)廠商不斷涌現(xiàn)，力爭在快速發(fā)展的物流和供應(yīng)鏈領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；渴稹Ｆ渲?，智能標(biāo)簽作為便攜、低成本的方式，受到越來越多的物流和供應(yīng)鏈客戶所青睞，也是大量物聯(lián)網(wǎng)廠商關(guān)注的重點。
智能標(biāo)簽可以粘貼在貨物包裝上，相對于傳統(tǒng)標(biāo)簽，智能標(biāo)簽集成了通信、感知的功能，能將貨物實時位置、狀態(tài)采集并傳輸至管理后臺，實現(xiàn)持續(xù)追蹤。同時，隨著各方面技術(shù)的進(jìn)步，智能標(biāo)簽可以通過打印形式生產(chǎn)出來，更便于在各類追蹤場景使用。市場研究機構(gòu)ABI Research數(shù)據(jù)顯示，到2028年智能標(biāo)簽出貨量將達(dá)到5.81億。近年來，追蹤定位的智能標(biāo)簽已形成多種形式，根據(jù)通信距離的不同，形成短距離智能標(biāo)簽和廣域智能標(biāo)簽兩種大類。其中，短距離的智能標(biāo)簽已有很多成熟的形態(tài)，而廣域智能標(biāo)簽則是基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信研發(fā)的標(biāo)簽，目前還在小范圍應(yīng)用中。
藍(lán)牙智能標(biāo)簽成為短距離智能標(biāo)簽的典型代表
過去十多年，智能標(biāo)簽主要由RFID來驅(qū)動，目前RFID標(biāo)簽成本已非常低，而且已形成每年數(shù)百億的出貨量。然而，由于RFID天然的一些不足，業(yè)界不斷探索新的智能標(biāo)簽技術(shù)，藍(lán)牙標(biāo)簽成為一個重要方向。
提起藍(lán)牙智能標(biāo)簽，很多從業(yè)者都會推薦Wiliot這家公司。Wiliot將其標(biāo)簽產(chǎn)品命名為Wiliot IoT Pixels，它是一款小型低成本、自供電的藍(lán)牙傳感器標(biāo)簽，該標(biāo)簽僅郵票大小，可以貼在任何產(chǎn)品或包裝上，感知一系列物理和環(huán)境數(shù)據(jù)，并將信息傳輸至網(wǎng)關(guān)、手機或支持低功耗藍(lán)牙（BLE）的設(shè)備上，再發(fā)送至Wiliot云平臺，云平臺的機器學(xué)習(xí)算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作的見解，供各行各業(yè)的企業(yè)使用。
Wiliot IoT Pixels標(biāo)簽一大亮點是不需要供電，該標(biāo)簽完成感知、存儲和通信的能量來自于收集周圍的無線射頻能量來為其供電，并使用該能量發(fā)送標(biāo)簽唯一標(biāo)識碼的數(shù)據(jù)以及傳感器讀數(shù)。也正是采用這一設(shè)計，該標(biāo)簽不需要電池，因此其尺寸可以設(shè)計成郵票大小，并能便捷地粘貼在各種物品之上。
Wiliot IoT Pixels硬件的核心是一款低功耗藍(lán)牙無線MCU，用于提供感知、計算和通信的能力，而且包含了一個自供電管理單元、幾個傳感器接口、一個安全引擎和用于編程和配置的存儲器。其中，其CPU是一款32位的可編程ARM Cortex M0+處理器，工作頻率位1MHz，存儲器內(nèi)存位1KB；傳感器方面，包括一個精度在1℃以內(nèi)的溫度傳感器以及一個傳感器數(shù)字接口，Wiliot將環(huán)境和食品質(zhì)量傳感器集成作為研發(fā)方向。
在成本方面Wiliot IoT Pixel標(biāo)簽與RFID采用了相同的印刷電路技術(shù)，可以在郵票大小的傳感器卷軸上進(jìn)行低成本、高吞吐量的生產(chǎn)。根據(jù)Wiliot官網(wǎng)信息，這一標(biāo)簽成本為10-75美分。從Wiliot布局來看，該公司要將其方案廣泛應(yīng)用于零售、醫(yī)療、食品等供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)，讓所有環(huán)節(jié)都實現(xiàn)在線和可視化。
與RFID相比，這一藍(lán)牙標(biāo)簽可以在很大程度上減少專用手持讀寫器的束縛，而且具備傳感、通信、計算集成化功能，實現(xiàn)對物品相關(guān)信息的主動感知。目前，海外已有多家廠商推出類似于Wiliot的藍(lán)牙智能標(biāo)簽產(chǎn)品，例如一家名為Reelables的廠商推出藍(lán)牙打印標(biāo)簽，在供應(yīng)鏈多個場景應(yīng)用，同時，藍(lán)牙聯(lián)盟也在大力推動藍(lán)牙標(biāo)簽在零售、物流領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，基于低功耗藍(lán)牙的智能標(biāo)簽已經(jīng)在多個領(lǐng)域形成一定規(guī)模，隨著成本的降低，其規(guī)模將進(jìn)一步擴大。
不同陣營發(fā)力，廣域網(wǎng)絡(luò)智能標(biāo)簽備受關(guān)注
相對于基于藍(lán)牙等短距離通信，廣域物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍物流和供應(yīng)鏈物品實時追蹤。廣域物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽的工程化難度更高，近年來很多廠商開展布局，但還未形成規(guī)?；瘧?yīng)用。不過，由于廣域網(wǎng)絡(luò)具有廣度和深度覆蓋的優(yōu)勢，關(guān)注這一領(lǐng)域的廠商越來越多，當(dāng)然，廣域網(wǎng)絡(luò)智能標(biāo)簽規(guī)?；瘧?yīng)用還需打破很多壁壘。
廣域物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)已形成蜂窩和非蜂窩兩大陣營，這兩大陣營在智能標(biāo)簽方面都有多年的探索。
早在2017年，Sigfox就推出了類似的智能標(biāo)簽產(chǎn)品，是一款名為Admiral Ivory的廉價模組，目標(biāo)價格僅約為0.2美元，這款模組可用于大量一次性使用的產(chǎn)品中，尤其是一些“用完可丟棄”的產(chǎn)品。Sigfox曾在一次大會上展示了這一產(chǎn)品的應(yīng)用，即在牛皮紙信封中貼上該標(biāo)簽，當(dāng)信封被打開時，就會觸發(fā)模組向后臺發(fā)送一條文字消息，再實時發(fā)送給管理人手機，及時跟蹤信封的位置和情況。不過，隨著Sigfox后來破產(chǎn)并被收購，這一智能標(biāo)簽產(chǎn)品再無新的消息。
2018年，Semtech推出了LoRa Tag的追蹤、身份識別標(biāo)簽的參考設(shè)計，用于嵌入一些定位追蹤類設(shè)備中，當(dāng)某個事件觸發(fā)時可以通過LoRa網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上報，或者進(jìn)行周期性的傳輸。此前，Semtech曾投資了一家擁有全新電池技術(shù)的創(chuàng)業(yè)公司Imprint Energy，Imprint Energy擁有超薄的柔性印刷式電池技術(shù)，其產(chǎn)品很好的支持了LoRa Tag的設(shè)想。不過，基于LoRa的智能標(biāo)簽?zāi)壳耙矠樾纬梢?guī)?；瘧?yīng)用，可能是受限于LoRa模組體積、成本等因素，超薄的智能標(biāo)簽還有一定難度，體積相對大的LoRa跟蹤器則應(yīng)用更多。
也是在2018年，國內(nèi)低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)廠商縱行科技推出一款ZETag廣域傳感標(biāo)簽，其厚度不足3mm。ZETag使其追蹤類應(yīng)用從耐用品拓展至易耗品，縱行科技認(rèn)為該標(biāo)簽?zāi)軌虮粡V泛應(yīng)用于工業(yè)、物流、健康、醫(yī)藥等諸多有著源源不斷穩(wěn)定需求的領(lǐng)域。隨后數(shù)年中，縱行科技與順豐、菜鳥、京東物流等物流類廠商深度合作，該標(biāo)簽也廣泛應(yīng)用于這些物流場景中。
而在蜂窩物聯(lián)網(wǎng)陣營，對于智能標(biāo)簽的探索也比較多，其中不乏全球知名巨頭。
2020年，知名運營商沃達(dá)豐宣布和知名制藥公司拜爾合作推出一款可打印的基于NB-IoT的智能標(biāo)簽，另外，芯片廠商ARM、索尼半導(dǎo)體和模組制造商Murata也看中智能標(biāo)簽的前景，加入這一合作中。這一智能標(biāo)簽融合了iSIM功能，并將NB-IoT通信模組、印刷電池、微處理器、天線、調(diào)制解調(diào)器以及幾個傳感器共同集成到一張打印標(biāo)簽上，可見所有的器件都需要超薄的厚度。其中，沃達(dá)豐提供參考設(shè)計，ARM負(fù)責(zé)整體藍(lán)圖，索尼半導(dǎo)體設(shè)計芯片，Murata設(shè)計模組。拜耳制藥將各方聚集在一起，打印這一標(biāo)簽，并像貼郵票一樣將其貼在從倉庫發(fā)出的貨物包裝上。
沃達(dá)豐的一位高管對此給出高度評價，他認(rèn)為這是實現(xiàn)“大規(guī)模”物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，而其成本為幾歐元，打破了資產(chǎn)追蹤應(yīng)用成本的天花板，讓這一領(lǐng)域不在僅限于高價值商品，給資產(chǎn)追蹤開辟新的市場。
2021年，美國運營商AT&T聯(lián)合索尼半導(dǎo)體發(fā)布了智能追蹤標(biāo)簽的計劃，這一標(biāo)簽是基于AT&T的LTE-M網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對運輸中物品位置的感知。該標(biāo)簽采用索尼半導(dǎo)體ALT1250芯片，這一芯片支持LTE-M和NB-IoT，也可選衛(wèi)星連接，其體積僅為100mm2。AT&T認(rèn)為，RFID追蹤無法實現(xiàn)物品信息實時上云，而這一智能標(biāo)簽可以實現(xiàn)實時追蹤，該標(biāo)簽可以廣泛應(yīng)用于藥品、物流、零售等行業(yè)，例如可以幫助制藥商跟蹤敏感藥品，傳感器近乎實時地監(jiān)控溫度，以滿足監(jiān)管要求，并在貨物被異動時發(fā)出警報。
今年年初，荷蘭物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽廠商SODAQ與英國物聯(lián)網(wǎng)解決方案廠商Pod Group以及漢莎工業(yè)解決方案公司合作，使用集成調(diào)制解調(diào)器和印刷電池的智能標(biāo)簽提供全球包裹跟蹤。從表面看，該智能標(biāo)簽本身與任何其他打印的運輸標(biāo)簽一樣。然而，在其表面之下，是一個可回收的印刷堿性電池驅(qū)動的電子設(shè)備，包括溫度和震動傳感器，以及一款LTE-M的蜂窩調(diào)制解調(diào)器。這一標(biāo)簽的尺寸厚度僅為0.08英寸，但其可以提供六個月的電量，在此期間可以進(jìn)行多次位置和傳感器查詢。標(biāo)簽本身是通過用剪刀剪下一個明顯標(biāo)記的角來激活的，而且這一標(biāo)簽可以重復(fù)使用。
今年2月份，高通公司宣布推出物聯(lián)網(wǎng)平臺Qualcomm Aware，該平臺從一個場景切入，重點聚焦供應(yīng)鏈物流。根據(jù)高通對Qualcomm Aware平臺的描述，伴隨該平臺推出的還有多款開發(fā)者終端，主要是不同等級的物流追蹤器、傳感器、標(biāo)簽產(chǎn)品，支持供應(yīng)鏈物流多個場景的感知，Qualcomm Aware平臺首批合作伙伴中的最終用戶場景也大部分為物流追蹤需求。其中，高通也發(fā)布了Qualcomm Aware配對的標(biāo)簽產(chǎn)品QSL110，該產(chǎn)品也是一款打印標(biāo)簽，包含柔性電池、調(diào)制解調(diào)器和傳感器，厚度僅2mm，一次性使用，通過NB-IoT網(wǎng)絡(luò)定期向平臺上報跟蹤物品的信息。
可以看出，目前蜂窩物聯(lián)網(wǎng)陣營的智能標(biāo)簽都是基于NB-IoT和LTE-M網(wǎng)絡(luò)?；诜涓C物聯(lián)網(wǎng)的智能標(biāo)簽還在不斷演進(jìn)中，未來，基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的智能標(biāo)簽需要進(jìn)一步降低模組尺寸和成本，并進(jìn)一步提升供能技術(shù)。其中，在供能技術(shù)方面，無源物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展，通過電源管理技術(shù)，已出現(xiàn)借助電源管理模塊支持NB-IoT模組工作的方案，能夠?qū)崿F(xiàn)NB-IoT永久免供電，或許這一方向也將成為下一步智能標(biāo)簽的主要研究內(nèi)容。
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