【導讀】對一個剛剛接觸物聯網領域的“小白”來說,應該怎么跟他解釋什么是“通信模塊”?通信模塊在物聯網產業鏈中到底起到什么樣的關鍵作用?
只要對物聯網概念稍稍有所了解的人,一定不會對“通信模塊”這個詞感到陌生。無論是在產業新聞、深度文章還是行業報告中,都會經常看到這一名詞,什么蜂窩通信模塊、Wi-Fi模塊、LTE模塊、NB-IoT模塊、LoRa模塊等等……可謂花樣百出、層出不窮。
于是,問題來了,對一個剛剛接觸物聯網領域的“小白”來說,應該怎么跟他解釋什么是“通信模塊”?通信模塊在物聯網產業鏈中到底起到什么樣的關鍵作用?
注釋
模塊本身是一個很寬泛的概念。軟件上的模塊是指能夠單獨命名并獨立完成一定功能的程序語句的集合(即程序代碼和數據結構的集合體);硬件上的模塊是指由多個具有基礎功能的組件組成的具有完整功能的系統。
凡是符合定義的都可稱之為模塊,按照功能不同可劃分為通信模塊、定位模塊、感光模塊等等......
鑒于物聯網領域提及的模塊大多數是指無線通信模塊,所以本文僅對無線通信模塊的知識進行簡單普及。另外,臺灣習慣于把模塊稱為模組,兩者是一個意思。
讓我們從一個最最基本的問題說起:如果你想與遠在千里之外的親人溝通交流?應該怎么辦?
相信諸位只要不是從石器時代穿越過來的,都會理所當然的回答:打電話啊!
得益于電磁波信號可以在空間中自由傳播的特性,即使無需電纜,我們也能把聲音、文字、數據、圖像等信息遠距離傳輸出去。
但我們畢竟沒有特異功能,不能通過人體直接發送電磁波,也不能理解電磁波信號中包含的信息。
這時,就需要通過移動手機這個裝置來幫助我們接收、發送電磁波信號并將其轉化成我們可以直接理解的信息。
也正是因為手機的存在,我們這些用戶并不需要了解電磁波是怎樣被發送出去,又是怎樣被接收的,用戶要做的只是撥號和講話,就是這么簡單方便~
同理,在物聯網時代,物與物之間如果想要溝通交流,應該怎么辦?
沒錯,它們也需要一個類似于“手機”的裝置,幫助它們實現對信號的發送和接收,這就是所謂的無線通信模塊了。它是芯片加上芯片所需的外圍電路組成的集合,業界目前并無統一的定義。
無線通信模塊使得各類物聯網終端設備具備聯網信息傳輸能力,是各類智能終端得以接入物聯網的信息入口。
它是連接物聯網感知層和網絡層的關鍵環節,所有物聯網感知層終端產生的設備數據需要通過無線通信模塊匯聚至網絡層,進而通過云端管理平臺對設備進行遠程管控,同時經過數據分析,帶來管理效率的提升。
我們知道,物聯網是一條很長的產業鏈,模塊的上游有芯片,下游是終端應用......那么,模塊的價值究竟體現在何處呢?
還是借用上文中人與人之間通過手機進行通信的例子。
試想一下,如果只給你一塊芯片,你能用它來打電話嗎?
答案肯定是不能的。
必須由產業鏈上下游的廠商將芯片和其它元器件組裝在一起,再加上屏幕和外殼,制作成一臺完整的手機,最后再插入SIM卡,你才能用它來實現通話。
同理,如果一臺設備要想給另一臺設備“打電話”,直接給它一塊元器件(例如給設備嵌入一塊基帶芯片),它也是無能為力的。
這時,就需要模組廠商將基帶芯片、射頻、記憶芯片、電容、電阻等各種元器件集成在一起,組裝成一臺設備可以直接使用的“手機”,設備便可在插卡后直接用其來“打電話”了。
所以這就是模塊在物聯網產業鏈上的第一重價值:硬件集成與軟件設計,融合多種通信制式,滿足不同應用場景下的環境要求,大大簡化了應用廠商的工作。
就像手機用戶并不需要了解無線電通信的原理,只需傻瓜式的使用手機那樣,應用廠商也無需自己進行繁雜的集成工作,他們從模塊廠商那里買到產品,直接拿來用就可以。
注:所以并不是所有的企業在做物聯網設備的時候都需要找模塊廠商購買模塊,企業可以按照需求自己集成,但是這就好比自己在造手機,需要耗費大量的人力、物力。
話雖如此,但物與物之間的通信和人與人之間的通信也存在不小的差異,簡單來說,就是物的事兒比較多~
為什么這么說?
原來,無論你是黃種人、白種人還是黑種人;無論你是北京人、上海人還是福建人,通信需求都是比較一致的——需要能遠距離發送短消息、圖片、視頻并進行語音通話。
但是物與物之間的通信需求卻各不相同。
如果是一個水表,它只需要傳輸極少量的數據,而且不需要每天傳輸;如果是一輛汽車,它需要傳輸的數據量就大得多,而且對數據的實時性要求很高;其它的設備——諸如工廠里的電機、路邊的路燈、家里的音箱,都各有各的通信需求......
沒辦法,誰讓“碎片化”是物聯網從娘胎里帶出來的特性呢?
所以,這就是模塊在物聯網產業鏈上的第二重價值:無線通信模塊的上游是基帶芯片等生產原材料,標準化程度較高;下游為各個細分應用領域,極其分散。物聯網模塊本身,處于上游標準化芯片與下游分散化垂直領域的中間環節,需要滿足不同客戶、不同應用場景的特定需求。
一般來說,2G模塊廣泛應用于對數據需求量不高的場景,比如早期的共享單車(當然現在共享單車開始嘗試LPWAN技術);3G模塊應用于數據量要求較高的移動支付領域;4G模塊運用于速率要求更高的車載領域和視頻監控領域;而LPWAN模塊首先在低功耗要求較高的抄表領域得到了商用。
模塊價值總結
第一重價值:硬件集成與軟件設計,融合多種通信制式,滿足不同應用場景下的環境要求,大大簡化了應用廠商的工作。
第二重價值:處于上游標準化芯片與下游分散化垂直領域的中間環節,需要滿足不同客戶、不同應用場景的特定需求。
模塊廠商的盈利模式為自己采購上游材料,并負責產品設計和銷售,生產可以自己進行,也可以外包給第三方加工廠。廠商可以按照應用廠商對不同應用場景的要求,進行定制化的開發。無論這個設備多么難纏,都盡量做到讓它滿意~
無線通信模塊一般可以按照通信技術的不同進行如下分類:
所謂2G模塊就是指能夠接入運營商2G網絡的模塊,NB-IoT模塊就是指能夠接入NB-IoT網絡的模塊,以此類推。
因為物聯網是各行各業設備終端的聯網化,包含各種各樣的應用場景,不同的應用場景需要不同的無線通信模塊,所以模塊的應用場景特別豐富,市場空間也非常大。
物聯網應用場景中已經形成較大顆粒(年需求量在1000萬以上)市場的主要有智能表計、移動支付、智能車載、智能電網等領域。這些領域的增長引領了無線通信模塊市場的主要增長。
源自:國信證券《無線通信模塊行業研究與思考》
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