通讯模组厂竞逐工业4.0大饼

有鉴于手机市场逐渐饱和，电信业者持续开拓新市场，工业4.0遂成为通讯业者竞逐的另一新天地。从通讯模组、闸道器、SIM卡到联网平台，通讯元件供应商纷纷推出工业用相对应产品，为客户在部署联网设备时，提供最高枕无忧的M2M解决方案。

根据泰利特(Telit)M2M模组出货量成长来看，其从2013年的1,320万，到2016年预计将成长到2,100万(图1)，显示需求不断攀升。透过整合SIM卡与联网平台，工业自动化系统在进行即时决策、提高品质和效率优化等各方面的表现越来越可圈可点。

图1　泰利特M2M模组出货量

图2　泰利特台湾暨东南亚地区业务总监王钲德表示，泰利特的M2M整合式解决方案，包含了模组、联网与平台。
泰利特台湾暨东南亚地区业务总监王钲德(图2)表示，有鉴于物联网趋势，Telit的M2M解决方案，开始朝整合型生态系迈进。在蜂巢通讯领域，该公司提供4G、LTE、3G与2G的通讯模组。在定位领域，则提供GNSS、GPS模组。在短距传输领域，提供Zigbee、Sigfox、Bluetooth Smart通讯模组，同时也提供车规与网路卡(Datacards)的模组。

提供跨多区域高速连结工业用闸道器效能高

在工业联网的生态系中，第一步即是闸道器(Gateway)。由Sierra Wireless近期发布的AirLink RV50X LTE-Advanced工业用闸道器。其支援全球21个LTE频段，提供横跨北美、欧洲、亚太的高速连结。此外，该闸道器的整体特性，使其即便在蜂窝通讯边缘或拥挤的蜂窝通讯点，也能保持高平均值的数据输出。

Sierra Wireless资深副总裁Jason Krause表示，RV50X是支援更广泛LTE频段的全球解决方案，其先进的处理效能，相当适合须将智慧化移至网路层面的客户。此闸道器具有与RV50相同的超低功耗，并可直接建置在现有的设备上。

RV50X同时也结合了AAF框架的双核处理器，将可提供更强而有力的嵌入式程式环境。此一程式框架，使闸道器在与设备和感测器进行整合时更为方便，并更容易获取即的数据与可靠的资讯。

AAF框架同时也让使用者可透过LTE网路，进入到Sierra WirelessAirVantage物联网平台或软体设备与操作系统。

因应工业4.0需求　SIM卡转型不可免

第二步即是SIM卡，全球行动通讯系统协会(GSMA)指出，移动连结设备在2020年预计将达105亿，其将带来巨大的市场机会，主要会在M2M和消费性电子领域。如果产业仍维持在传统由单一网路营运商所提供的的SIM卡，M2M生态系的所有成员都将面临很大的挑战。

有鉴于此，GSMA的嵌入式SIM标准，为M2M连结的远距服务开通与管理，提供单一、执行上的标准机制。其许可了最初营运商签署的空中服务，与后续在营运商之间的签署更动。

GSMA Embedded SIM包括了简单、无缝的移动连结，而连结也将扩及所有类型的互联机器。最新版本的GSMA标准，包括了简易的互操作性。其简化了M2M设备的程序，并增加移动网路营运商与OEM厂商未来在合作上的弹性。此一标准目前已经得到20多家营运商、2家M2M联盟、许多OEM厂商的支持。

泰利特除了物联网模组外，也进一步提供SIM卡解决方案。王钲德指出，因为任何设备生产后，惟有配备SIM卡后，才能让设备连上行动网路，将资料传送到世界各地的云端资料中心。该公司提供的SIM卡服务与客制化数据传输方案，可让客户在全世界不同区域、网路进行漫游，客户亦可将SIM卡当成晶片的形式，直接放在设备中。目前合作的电信业者有AT&T、Verizon、Rogers等。

第三步则是平台，泰利特目前提供的平台有四，一是主要针对半导体工厂的SecureWISE平台，二是针对工业自动化的deviceWISE平台，三是针对有须管理用量、资料分析需求的deviceWISE平台，四是与亚马逊合作的云端平台IoT PORTAL。王钲德表示，泰利特包含了模组、联网、平台的整合式解决方案，有助将世界各地的多种设施连通，无缝分享性能和单一平台中的生产资料，以及即时查看多个工厂生产区。

针对工厂采用M2M解决方案后的效益，王钲德分析，Telit现提供的工业用解决方案，主要是针对机械手臂、可程式逻辑控制器(PLC)，透过将闸道器装在PLC上，以回报侦测到的数据，做产品的追踪，并厘清造成产品不良的原因。

另外，也可以在PLC上加装感测器，侦测到的数据便可以在平台上显示出数据，这些数据可以一小时回报一次，也可以十分钟、五分钟回报一次，皆可按应用需求自由设定。

如此一来，当机器有异常变化的话，便可以很迅速掌握。王钲德举例，像是当马达一天工作8个小时，马达运转的电流是一度电，当一上电到达120V时，马达就会一直维持在20,000转，一旦当中间的速度变慢或突然增加了，此一时段的转速，便会被视为异常并纪录下来，可供相关人员去做预防性维护，避免重大的运行中断和意料之外的停工。


图3　GSMA的嵌入式SIM标准机制，为M2M设备简化了许多程序。

工业用数据丢失问题大GNSS精准度受重视

研究机构MarketandMarkets预测，工业物联网市场，在2015到2020的复合年增率(CAGR)将达8.03%，届时市值将达1,510亿。该市场除了在制造业，还包括了健康照顾、交通、采矿与农业等产业。

u-blox在部落格中指出，有越来越多人注意到原生资料的重要性，进而开始分析原生资料，并把其放到关键制造者的手上。

此一强调脉络丰富的数据，代表应用开发者与系统设计者，在物联网应用领域，将有更多机会。举例来说，相较于过往简单地使用胎压或悬架侦测感测器，侦测路中的隆起或坑洞，精准的位置数据，将可进一步进行整合或沟通，以致于车队中的卡车可以避免此一障碍，并且闪过车队的集体危险。

然而，受到时间或位置不精准，或不可靠、高延迟和没有保障的系统与通讯接口和网路等因素的影响，着实使重要数据存在潜在性丢失的可能。150毫秒或更多的不精准和高延迟，对消费性电子或家庭装置或许是可容忍的，但对讲究最大化表现度、坚固度、安全性和可靠性的工厂而言，是难以接受的。

此一对精准度的需要，促使了各式标准和创新者的产生(图4)。为的是再次检验GNSS，像GPS、BeiDou、GLONASS、短距无线和峰巢技术，这些技术亦可以共同使用，以提供高精准度的时间和位置资讯。


图4　在互联的各项产业中，势必将涉及多种通讯传输技术。
在消费性电子区块，同样也存在通讯模组、闸道器、SIM卡与联网平台的需求，不过，很明显地，工业物联网对这些支持其规模的设备，无论是在效能、精准度上，还是在应用情境上，都有很大的不同。若要使工业物联网更为蓬勃发展，打造一套设想周延的解决方案将是必须的。