穿戴運算熱門 短距離無線傳輸競爭再起

針對寵物設計的健康運動記錄器，可搭配智慧型手機隨時掌控寵物健康狀況。FitBark

穿戴式運算產品，從熱門的Google Glass、智能手錶，到最近超夯的智能手環、個人運動記錄器等產品相繼引起市場關注，新穎的整合設計讓運算科技有了不同的應用形式，甚至與生活應用結合的更加緊密，而這些產品與現有智慧裝置的整合應用，就必須透過短距離無線傳輸技術達成...

對穿戴式運算產品來說，產品設計勢必要朝輕、薄、短、小方向思考，畢竟運算核心設備可能需要配戴在眼鏡上、手腕上或是配戴在腰間攜帶，這種應用形式即必須將產品構型儘可能壓縮，從產品的體積、重量縮小，甚至外型也要朝向適合配戴、滿足舒適觸感的材質著手。

穿戴式運算產品體積小巧 需搭配小型化電子技術開發

從體積與機構的大幅縮小觀察，穿戴式運算產品會較攜帶式數位產品需面臨更嚴苛的電力使用考驗，因為電池容量與電池體積呈正比，若需要裝載高容量二次鋰電池，勢必也會令產品體積與重量增加，如此一來也會造成穿戴應用上的不適感，尤其是對重量即為敏感的智慧眼鏡、智慧手環這類配戴型產品，裝載夠用的電池容量搭配各式低功耗電子技術，也是穿戴式運算產品能否吸引人的關鍵。

觀察穿戴式運算產品現有的設計方案，為了簡省產品的電子電路複雜度，同時善用與現有運算能力強大的智慧型手機、平板電腦協同運作的觀念，大多採行將穿戴式運算設備儘可能簡化的方向進行設計，例如，穿戴身上的運算設備僅具備資料採集或是簡單標記、儲存，尤其在健康監控、運動輔助相關的穿戴式運算設備相當常見，例如Nike Fuel+、FitBit、Jawbone Up、Pebble智慧手錶，甚至是針對小寵物設計的健康管理穿戴式運算產品FitBark，都是將穿戴於身上(或寵物身上)的電子設計盡可能精簡，絕大部分的資料處理、分析為透過智能手機或是平板電腦進行。

穿戴式運算產品熱門 Nike、Adidas等運動廠商紛紛投入

Nike Fuel+、FitBit、Jawbone Up、Pebble、FitBark這類產品，主要是在穿戴電子部分採即檢甚至僅有單純的資料採集、儲存，至於即時分析部分整合功能，則必須仰賴低功耗短距離無線通訊技術(ultra-low power short-range wireless technology)建立資料分享、傳輸的渠道，一方面讓穿戴式電子可更專注於採集準確的資料，也可透過極簡的電子電路架構讓裝置本身的電力消耗降低，延長電池運作時間，同時也可將配戴形式、耗損較大的穿戴式運算設備或終端製作成本大幅壓低，反而關鍵大量且耗損較多運算功耗的運作，轉交由電力供應相對較無虞的智能手機、平板電腦分工處理。

觀察現有主流的穿戴式運算應用，大多集中在運動管理、醫療健康照護應用(sports/fitness/healthcare)方面，而對於運動管理、健康管理甚至醫療級的電子照護系統應用方面，目前在整合資料採集、處理與運算架構下，大多需要低功耗的短距離無線傳輸技術作為資料採集終端與數據運算核心進行整合應用的設計架構。尤其在醫療級應用市場方面，在醫療市場的穿戴式運算產品可能需要在充斥各式精密醫療儀器、設備的環境中應用，為了避免個人健康資訊採集終端的無線傳輸行為影響其他設備正常運行，或是避免不必要的電磁干擾造成醫療數據判讀失準，在醫療環境或相關用途，就必須針對無線傳輸技術以高安全標準進行檢視，加上健康資訊採集終端需要長時間配戴在身上或極貼近身體，對無線傳輸的安全性要求亦相對較高。

Bluetooth 4.0、Zigbee針對短距離低功耗用途開發

在超低功耗短距離無線傳輸技術方面，目前在消費性電子產品用量較多的以Bluetooth 4.0技術為主，而在相對更專業、對資料採集要求較高的個人健康管理、醫療電子等用途方面，除了Bluetooth 4.0技術持續擴增應用外，也有Zigbee等短距離無線技術持續導入相關應用中。由Intel、IBM、Philips倡議發起、加上不同醫療技術與保健機構成立的Continua Health Alliance，針對日漸增多的個人健康管理與監測應用需求，也將低功耗Bluetooth 4.0納入無線傳輸技術標準，目前已有採行Bluetooth 2.1+EDR近距離無線傳輸的醫療設備推出，如數位血壓計、血壓監測設備、數位計步器等產品，採Bluetooth 4.0規格的認證產品也會持續增加。

一般來說，Zigbee、Bluetooth在技術應用均被歸類在個人區域網路(Personal Area Network，PAN)架構，使用的是IEEE 802.15.4、RF使用頻段為868MHz、915MHz、2.4GHz等，Zigbee、Bluetooth在無線通訊技術方案均強調具低成本、低能源消耗、支援雙向傳輸、可自動建構點對點網路鏈結等功能性特色。

對Zigbee、Bluetooth無線通訊技術，最初被定位為針對搭配各式終端感測器進行居家監控、管理應用為主開發的無線傳輸技術，而現在也以此基礎發展多樣的技術次標準，例如，針對電源控制應用的Smart Energy Certified、家庭自動化應用的Home Automation Certified和電信應用服務Telecom Service Certified不同認證目的的衍生規格，甚至基於無線技術方案衍生醫療電子等應用領域，這部份以Zigbee相關產品認證動作較快。

Bluetooth在行動裝置滲透率高 極具發展優勢

以Zigbee和Bluetooth這兩種短距離無線傳輸技術的應用滲透率相比，尤其在超低功耗應用進階強化的Bluetooth 4.0，似乎Zigbee已在醫療電子略佔先機，但Bluetooth 4.0低功耗傳輸技術支援在Apple iOS Device強勢支援與未來的Google Android嵌入式系統的整合應用下，Bluetooth 4.0低功耗傳輸技術相關應用與智能手機大量搭載，目前的發展機會可以說是與Zigbee不分軒輊，而Zigbee也必須找出無線技術應用方案的技術優勢，才有機會與Bluetooth 4.0競爭。

有鑑於短距離無線傳輸技術可能帶來極大的市場利益，通訊大廠Qualcomm在2011年也曾提出名為「Peanuts」短距離無線傳輸技術，打算挑戰Bluetooth、Zigbee應用市場，Peanuts無線傳輸技術號稱傳輸距離可涵蓋Bluetooth、Zigbee應用水準，同時也有超越Bluetooth、Zigbee的傳輸效能與更低的傳輸功耗，Peanuts亦可支援安全監控、車載資/通訊等應用，但後續發展仍值得持續觀察。

除了Zigbee和Bluetooth幾乎已經搶占超低功耗短距離無線傳輸應用市場，不管是醫療電子或是消費性電子應用市場，但實際上Zigbee與Bluetooth也受到其他短距離無線通訊技術(Near Field Communication，NFC)強勢競爭，例如現有的Wi-Fi Direct的技術架構與使用情境與Bluetooth即為近似，以往Bluetooth無線傳輸技術可視為點對點(Peer-to-Peer)延伸至IEEE802.11的通訊協定轉換用途，但現在Wi-Fi Direct亦可延伸支援點對點傳輸應用，幾乎與Bluetooth應用技術大幅重疊，此外，透過Wi-Fi Direct也能輕易使智能手機、電腦、數位周邊產品以更高速的傳輸效能進行點對點數位資料交換，經由Wi-Fi AP或是Bluetooth無線技術必經的裝置配對程序，便利性與實用性均獲得改善。

有趣的是，Wi-Fi Direct技術可與現有IEEE 802.11a/b/g/n無線網路應用產品相容，對研發廠商或是終端消費者來說，只要透過韌體升級方式，就可讓裝置延伸支援Wi-Fi Direct點對點連接傳輸的應用功能，亦不需額外的硬體擴充或是軟體加載，至於Wi-Fi Direct的傳輸鏈路安全性增強技術為支援WPA2加密傳輸標準，已可滿足消費性電子應用的使用需求，傳輸速度表現則可支援IEEE 802.11n，亦可在最高250Mbit/s的效能進行傳輸，不管在規格、使用效益各方面，均對Zigbee和Bluetooth等短距離無線傳輸技術產生威脅。

雖然穿戴式運算產品，目前仍未見需要極高速傳輸應用需求，但也不排除未來有這類產品的應用可能性，而以低功耗、短距離應用方向建構的Zigbee和Bluetooth無線傳輸技術，基本上在因應高速傳輸應用即顯得黔驢技窮，其實在短距離超高速無線傳輸應用方面，目前也有不少業者積極著墨投入，除了Wi-Fi Direct技術外，由Sony等15家公司共同推出的TransferJet技術，即是結合NFC、Ultra-Wide Band(UWB)，主要是用來解決短距離的超高速數據傳輸應用，透過TransferJet可以將極大容量的照片、影片、音樂進行高速無線傳輸，同時，Samsung、Toshiba、Hitachi、Canon、Nikon等3C產品業者也號稱支持，在Wi-Fi Direct、TransferJet在高速應用的優勢下，也可提供穿戴式運算設備在高速數據傳輸應用的另一傳輸方案選擇。