工業4.0時代來臨，無線通信與定位技術成為智能制造體系發展關鍵，業者紛紛將Wi-Fi與藍牙技術導入產品，提升裝置實時通訊效能與定位精準度，以更強大的智能功能實現對IIoT的愿景。

工業4.0正為傳統產業帶來革命性的變革，透過實時通訊與近端運算技術的導入，將為整體供應鏈帶來質變，以更大的靈活性與智能功能，實現生產線與商品制造的創新。

在工業物聯網（Industrial Internet of Things， IIoT）架構中，最核心的要務是布建一個網絡，在此網絡中的每臺裝置都具備獨一無二的可辨識身分，讓它們所產生與使用的信息串流到高度協作且分散的運算環境中。透過實時的數據流，操作人員與制造商可運用前所未有且更為精細的方法來控制資產、流程與供應鏈，進而優化整個生產系統。

來自各個傳感器裝置的數據能在不同的位置進行整合，因此能為工業流程效率的提升帶來更具智慧的決策制定能力。工業物聯網在產業中的應用相當多元，如運用更正確的傳感器數據，控制室能更清楚掌握每臺機器的運作狀態，亦能建置系統來監控商品的輸送過程，以確保高效率的供需規劃;而針對風力渦輪機的運轉，傳感器數據可預示潛在問題，在故障前提早進行維護;在物流領域，車隊可實時回報位置與狀態，并提供準確的貨品配送狀態。

工業物聯網的實現有賴于幾項關鍵技術，近端運算能力當然是必要的，但為了使運算功能發揮效用，系統必須能精確且實時地傳輸狀態、位置與運作數據，這也意謂著定位、時序與通訊將成為IIoT發展的三大要素。

工業物聯網無線通信技術要角

針對通訊技術，IIoT整合業者面臨極多的選項，特別是傳感器節點在100公尺以內的短距離應用。其中，Wi-Fi和藍牙無線技術是廣泛應用在工業與消費性裝置的兩項技術。

Wi-Fi一直是局域網絡（LAN）與高速數據傳輸的短距離應用重要技術，而目前市面上也有業者推出專用于工業市場的Wi-Fi模塊，如u-blox的NINA-W1系列模塊，而部份物聯網（IoT）網關模塊也有支持Wi-Fi與藍牙功能。

藍牙核心規格中有兩項主要技術，分別為適用于音訊與串流應用的藍牙基礎/強化數據傳輸率（BR/EDR）技術，以及能為電池供電傳感器提供間歇性數據傳輸的低功耗藍牙（Bluetooth Low Energy， BLE）。市面上已有業者鎖定工業應用，推出具備近距離無線通信（NFC）功能的BLE模塊。

至于更長距離的應用，則須用到蜂巢式技術這類的廣域網（Wide Area Network， WAN）。而LTE Cat-M1和窄頻物聯網（NB-IoT）等新蜂巢式標準的出現，為IIoT整合業者提供更多樣選項。Cat-M1和NB-IoT這類能深入到建筑物內部的低功耗廣域網（LPWAN）技術，更是IIoT應用的理想選擇。

多樣化的IIoT定位技術

全球導航衛星系統（GNSS）等定位技術可為IIoT裝置提供位置信息，同時還能為數據到服務器（Data-to-server）應用提供正確的時間戳（Timestamp），GNSS可自動定位，對許多工業應用與固定位置的設備相當重要。透過小尺寸、低功耗模塊，幾乎不需要高科技知識或任何附加組件來手動編程，便可為裝置提供定位技術，當節點裝置失去蹤影或未經授權被移動，網關與服務器都能立即發現問題。

然而，當衛星發出的RF訊號微弱時容易受到干擾，且無法穿透墻面或貨柜，因此也發展出許多GNSS輔助技術，如CellLocate即采混合式定位，利用來自蜂巢式基地臺的訊號來確認位置。

在工廠或倉庫內部的藍牙與Wi-Fi通訊也有助于提升定位準確度，在通訊模塊處理器上執行的軟件能分析藍牙訊號的到達角（AoA）與出發角（AoD），有助于確定相對于其他節點或信標的位置。而利用Wi-Fi訊號，也能進行時差測距（Time of Flight）分析與網絡的訊號紋定位算法（Fingerprinting），來精準定位。

另一種定位技術為慣性導航（DR），是利用多個傳感器輸入并將其與GNSS訊號數據結合，可在都會區、隧道或停車場等衛星訊號微弱的區域，提供另一種方法來確認道路車輛的位置。具備無聯機慣性導航（Untethered Dead Reckoning）技術的模塊，不需要鏈接到汽車，僅利用慣性傳感器來處理運動數據，就能提供車輛的方位信息。

邁入工業4.0時代，業者必須了解時序、位置與通訊的重要性，將相關技術充分運用至模塊產品中，針對各種不同的應用情境與需求采用最適切的技術，協力推動IIoT的發展。

來源：互聯網