工業級無線設備種類極多，應用卻各自不同。無論是5G, NFC, MESH WiFi或其他種類，工業級無線設備都為企業扮演著提高效率、降低成本的腳色。不過這些眾多的工業級無線設備到底有什麼差別？它們各自的優缺點是什麼？–眺岳科技
關於工業級無線設備
您是否曾經看著網路上琳瑯滿目的科技專用詞感到無所適從？從5G, MESH Wi-Fi, 到NFC, RFID, LoRa, 這些工業級的無線設備是如何影響我們現今的產業和生活模式？
工業級的無線設備並不是什麼最新科技，在過去十年間，工業為了因應工業4.0和物聯網的概念需求，加上自動化設備的普及。不論是什麼樣的形式需求，快速和可靠的無線設備一直是工業環境裡十分注重的關鍵驅動技術之一。今天我們就列舉幾項目前在業界被廣泛運用的工業級無線設備有哪些。
工業級無線技術有哪些
5G
5G這兩個字聽起來一點都不陌生，5G是第五代的行動網路，又稱蜂巢網路。它是繼1G, 2G, 3G, 4G網路之後的全新無線標準。5G的技術透過無線電波傳輸數據到基台，再透過無線技術或有線技術連線至網路。
5G提供了更高的上傳和下載速度，除了容量提升以外，連線也更加一致。5G代表的是一種新型的網路型態，將幾乎所有的人事物都連接在一起，包含了機械、物品和設備。5G更為我們提供了比4G更高的數據傳送速度，也更加的可靠。其高速、大容量和低延遲的特性，5G成為協助支援和擴展多種應用程式的一大推手。例如自動駕駛、無人機、串流平台等等。
Wi-Fi
Wi-Fi是一種短距離卻高速的的無線通訊技術，現在普遍的用來建立區域網路（LAN），是一種使用無線電波傳輸資料的技術，可以建立高速、安全的無線網路。其原理是透過一個「無線路由器」來建立無線網路，路由器會發射訊號，並且連接到互聯網上。任何使用這個無線網路訊號的設備都可以訪問互聯網。
2019年的九月，Wi-Fi聯盟正式推出了Wi-Fi6，也被稱為802.11ax，它提供了更快的無線網路速度、更好的性能以及容量。Wi-Fi6的OFDMA技術可以將Wi-Fi頻道分成更多更小的子通道，這些通道可以有效地分配給更多的設備，即使在多人使用的情況下，也不會造成網路雍塞的問題。
Zigbee
如果說Wi-Fi是用來處理高功率、長距離、密集的無線網路運用，那麼Zigbee主要就用於低功率、短距離且密度較低的物聯網應用。因為功耗較低又能維持長時間的連線，再加上可以連接多種設備，因此許多居家智能的物聯網設備都會以Zigbee為主。例如智能燈光、智能門鎖等等。
當然，也有一些智能居家的應用中，會同時使用Wi-Fi和Zigbee。比如說利用Zigbee來控制智能燈光系統，再透過Wi-Fi來連接到互聯網，讓使用者可以遠程控制和管理。
LoRa
LoRa是英文Long Range的縮寫。屬於一種專門為物聯網IoT應用所設計的技術，採用了CSS擴頻技術，實現在低功耗的模式下能達到數千公尺的通訊。LoRa的技術原理是將預計傳輸的訊號調製成一個附有限制的高頻訊號，再將訊號通過一個低脈衝序列進行編碼，實現擴頻。然後發射，再通過接受端的天線接收，接著對接收到的訊號進行解碼、解調，回復成原本的訊號。如此一來，訊號便能傳輸的更遠，也能穿透障礙物。LoRa這樣的技術優點是能夠實現長距離的傳輸以及低功耗，本身具有開放性和擴展性，容易部署也方便維護。
LoRa在物聯網的應用也有許多，許多工廠就利用LoRa網絡技術來連結設備，實現自動化管理的目標。不過LoRa的傳輸速率一般只在100bps到50bps之間，相對較低。
RFID
RFID（無線射頻識別技術）顧名思義，就是一種專用於「識別」的無線技術。
RFID是由感應器（sensor）和標籤（tag）組成的一種辨識系統。原理是利用感應器發射無線電波，觸動範圍內的RFID標籤。在這個過程中，來自感應器所發射的無線電波會觸動標籤晶片，並發出電磁波來回應感應器。
RFID的應用十分廣泛，我們幾乎可以到處從日常生活中發現RFID的蹤跡。舉例在服裝店的防盜閘門，標籤在衣服上，經過店家所設置的防盜門就會發出警告聲響。或者是員工、學生的識別證等等。
RFID的標籤分為主動與被動兩種形式。被動式的標籤本身並不帶電池，完全是透過感應器本身所發出的無線電波來產生。因此，被動式的標籤只能在能接收到來自感應器的電波下特定的範圍內回應感應器；而主動式的標籤則因為含有電池，因此可以在相對大的範圍內發出訊號來回應感應器。
NFC
NFC（Near Field Communication）是一種短距離的無線通訊技術，從RFID技術發展而來，通過感應器，可以讓兩個裝置互相通訊。它可以實現近距離的雙向通訊，當兩個裝置靠近彼此時，它們之間的感應器就會建立一個磁場，這個磁場由主動器產生，通常是手機、平板或是電腦。因此磁場會跟著主動器的變化而改變，而被動器則會接收到這個包含了主動器訊息的電磁波訊號。過與RFID相比，NFC的傳輸速率更快速，而且擁有更高的安全性。NFC可以同時充當感應器和標籤，同時讀取及寫入數據。
也因為這樣的特性，NFC的應用也比RFID來的更要廣泛，例如現在十分常見的行動支付、或是用來付款的悠遊卡等等，都是屬於NFC的技術。除了日常生活，NFC更是在目前的物聯網時代中扮演了十分重要的角色。例如物流管理、智能家居、智能醫療、智能城市等等，都是使用NFC的標籤來進行監測和管理。
以上這六種技術都是目前十分常見且運用廣泛的無線技術。
為什麼工業無線設備正在取代有線設備？
在無線設備普及之前，工業應用都是依靠有線連接來收集不同機器以及其狀態的數據，許多製造商對無線應用感到遲疑，而這並不是不無道理。在工廠環境與公司的辦公室不同，工業廠房裡有著許多環境上的挑戰。有些工廠因為占地廣泛，動輒就需要數十平方公尺的無線覆蓋範圍，其中還有許多大型的雞去和金屬障礙物會阻擋、反射訊號。
因此無線技術的發明，無疑是為現今的生活與各種產業製造無數的可能性。工業級的無線設備可以帶來以下好處：
- 靈活性：工業無線設備能夠在不同位置進行設置，不需要考慮佈線、接口等問題，為使用環境提供更大了靈活性。
- 降低成本：無線設備的部署和維護成本比起有限設備，擁有較低的維護成本，更是減少了因為有線設備的佈線和接口等問題所需要額外付出的費用，除了簡化過程以外，更減少了人工成本。
- 寬頻：工業級無線設備可以提供更高的數據傳輸速度以及更穩定的訊號。
- 遠距傳輸：工業級無線設備不只提供更高的速率，更可以實現更長距離的傳輸，能可以通過之間的障礙物，此特點對於佔地廣大的工廠來說，非常有用。
- 維護方便：無線設備可以透過遠端進行管理和維護，如有問題，廠內的設備無需停機或拆卸設備，也能夠進行維護。
綜觀以上的無線技術以及其優點，不難看出這些優勢在現代工業中越來越明顯，智慧工廠的普及也會在不久的將來實現。儘管這些無線設備也存在著一些挑戰，仍然需要不斷的改進和完善。工業級無線設備依然擁有著極大的優勢，漸漸的正在取代有線設備，變成主流中。
看完以上的文章，可以想見的是，工業級無線設備如果運用得當，絕對是企業發展、擴張的一大助力。您是否清楚該在何種情況下及需求來應用這些無線技術？如果還是不清楚，歡迎聯繫眺岳科技，讓我們為您提供最專業的建議。
