工業(yè)互聯(lián)的未來會由無線連接技術(shù)“一統(tǒng)天下”嗎？

在工業(yè)領(lǐng)域，從龐大的生產(chǎn)設(shè)備到微小的傳感器，工業(yè)連接器的身影無處不在。它們?nèi)缤I(yè)界的"血脈"，承擔(dān)著連接、傳輸數(shù)據(jù)和供電的重要任務(wù)。近些年來，深受5G通信的普及、新能源汽車市場及物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，連接器的市場空間持續(xù)增長。

隨著應(yīng)用環(huán)境的不斷變化，連接器也衍生出了多種連接方式，例如插拔連接、螺紋連接、卡口連接、焊接連接、機(jī)柜連接等等，以更好地適應(yīng)現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境，確保信號的穩(wěn)定傳輸，以上均屬于主流的傳統(tǒng)機(jī)械連接器。

一直以來，連接技術(shù)的創(chuàng)新一直未能很好地與產(chǎn)品設(shè)計和制造的技術(shù)演進(jìn)保持同步，往往存在著諸多不便和問題所在：

?易受環(huán)境影響：機(jī)械連接器通常需要外部插拔或旋轉(zhuǎn)等方式進(jìn)行連接，這使得它們?nèi)菀资艿江h(huán)境因素的影響，如灰塵、濕氣等，從而影響連接的穩(wěn)定性和可靠性。

?易受振動影響：在工業(yè)環(huán)境中，設(shè)備經(jīng)常會受到振動和沖擊，傳統(tǒng)的機(jī)械連接器在頻繁振動的情況下可能會出現(xiàn)松動或斷開連接的問題，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

?維護(hù)成本高：由于機(jī)械連接器中存在許多機(jī)械部件，需要定期清潔、潤滑和維護(hù)，維護(hù)成本相對較高，尤其是在大規(guī)模工業(yè)設(shè)備中。

?連接速度慢：傳統(tǒng)的機(jī)械連接器通常需要手動插拔或旋轉(zhuǎn)，連接速度較慢，不利于需要頻繁更換或連接的場合，影響工作效率。

?限制數(shù)據(jù)傳輸速率：對于需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，傳統(tǒng)機(jī)械連接器可能限制數(shù)據(jù)傳輸速率，無法滿足現(xiàn)代工業(yè)對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

?限制了工業(yè)設(shè)計：無論連接器趨勢如何變小變薄，在PCB板上總要占據(jù)一定位置。

近年來，在技術(shù)更迭和推進(jìn)之下，一種全新的非接觸式無線連接技術(shù)開始在市面上嶄露鋒芒。從外觀而言，無線連接器區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械連接器最顯著的特點(diǎn)是擺脫了線纜束縛，在不進(jìn)行物理接觸的情況下，可實現(xiàn)短距離設(shè)備間的無線數(shù)據(jù)傳輸；從功能而言，無線連接器利用高速毫米波射頻收發(fā)器和天線發(fā)送和接收信號，具有更低功耗、更快速度、更長壽命等優(yōu)勢。

基于此，無線連接系統(tǒng)適用范圍更廣，特別是在雷達(dá)、工業(yè)安防攝像頭等機(jī)械旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，以及機(jī)器視覺、機(jī)械臂等移動設(shè)備中適用性更強(qiáng)。以工業(yè)機(jī)器人為例，由于工業(yè)機(jī)器人多處于高危作業(yè)環(huán)境中，手臂關(guān)節(jié)需要適應(yīng)復(fù)雜性和精密度日益提高的生產(chǎn)要求，有線連接對于機(jī)械臂的靈活性和可調(diào)整性限制更多，而非接觸式無線連接能夠更便捷可靠地傳輸電源、信號和數(shù)據(jù)，同時也不存在線纜磨損情況，減少了設(shè)備維護(hù)的工作量。

除了工業(yè)領(lǐng)域外，無線連接技術(shù)在消費(fèi)領(lǐng)域展現(xiàn)出更大的創(chuàng)新潛力和吸引力。在諸如電子配件、數(shù)碼相機(jī)、穿戴設(shè)備、移動硬盤和手持游戲機(jī)等個人電子產(chǎn)品等消費(fèi)類場景中，無線連接技術(shù)可以幫助產(chǎn)品實現(xiàn)無孔化、模塊化設(shè)計，實現(xiàn)更加簡潔、美觀的外觀，同時用戶也可以更加靈活地擴(kuò)展功能或升級硬件。并以此為賣點(diǎn)來幫助產(chǎn)品打開銷路。

無線連接技術(shù)市場及應(yīng)用前景廣闊，工業(yè)4.0時代，智能工廠的興起更凸顯了無線連接技術(shù)的重要性，工業(yè)連接器廠商也在積極探索無線連接技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，積極推動產(chǎn)品設(shè)計方向從“有線”向“無線”拓展。

? 國際知名品牌意法半導(dǎo)體創(chuàng)新推出ST60毫米波非接觸式連接器系列產(chǎn)品，該項技術(shù)使用60GHz來傳輸信號，具有超高帶寬、超低功耗、近距離、點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，是無需任何協(xié)議的物理傳輸芯片，傳輸速率高達(dá)6.25Gbps，在eUSB收發(fā)模式下，功耗130mW；在UART、GPIO和I2C模式下，功耗僅為90mW；待機(jī)功耗為23μW。非常適用于工業(yè)滑環(huán)、安防攝像頭、機(jī)器人、智能設(shè)備等應(yīng)用場景。

圖源：意法半導(dǎo)體

? 全球電子行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和連接技術(shù)創(chuàng)新者M(jìn)olex莫仕于2021年收購高速非接觸式連接領(lǐng)域先驅(qū)Keyssa ，并推出的MX60系列非接觸式連接解決方案，將低功耗、高速、固態(tài)設(shè)備將微型毫米波RF收發(fā)器和內(nèi)置天線集成一個完整的封裝件中，無需使用物理電纜或連接器即可實現(xiàn)更快、更簡單的設(shè)備間通信。傳輸速率高達(dá)5.4Gbps，且不受 Wi-Fi 或藍(lán)牙干擾。非常適合視頻顯示器、自動駕駛汽車、工業(yè)機(jī)器人、消費(fèi)電子產(chǎn)品和醫(yī)療設(shè)備，尤其是在嚴(yán)苛環(huán)境下的應(yīng)用。

圖源：Molex莫仕官網(wǎng)

? 全球電氣連接領(lǐng)域佼佼者菲尼克斯電氣，在完善電氣連接產(chǎn)品矩陣的同時也創(chuàng)新推出了非接觸式連接器產(chǎn)品-NearFi無線供電和通訊模塊。供電功率高達(dá)50W（DC24V/2A），憑借其獨(dú)立于協(xié)議的以太網(wǎng)通信功能，NearFi技術(shù)打造的靈活應(yīng)用可支持所有以太網(wǎng)協(xié)議。該設(shè)備可代替工業(yè)應(yīng)用中易磨損的連接件和滑環(huán)，滿足多數(shù)工業(yè)場合的供電和通訊需求，大幅降低停機(jī)損失。

圖源：菲尼克斯電氣官網(wǎng)

? 全球知名電氣連接廠商TE Connectivity也曾推出了非接觸式連接器產(chǎn)品Ariso系列，與傳統(tǒng)電纜連接器不同，ARISO 非接觸式連接器在發(fā)射器和接收器之間使用磁耦合，可自由移動旋轉(zhuǎn)，設(shè)計高度靈活，即使在空間局限、振動、灰塵和污垢等嚴(yán)苛應(yīng)用場景中，ARISO也能實現(xiàn)短距離范圍內(nèi)傳輸電力、數(shù)據(jù)和信號。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，除元器件廠商，通信廠商等獨(dú)家推出的短距無線連接技術(shù)外，目前，在通用層面的短距無線連接創(chuàng)新技術(shù)也不斷精進(jìn)，除了Zigbee、WiFi、藍(lán)牙、Z-wave外，去年8月份由華為發(fā)布的新一代短距無線連接技術(shù)——“星閃NearLink”，號稱可以顛覆WiFi、藍(lán)牙。對比傳統(tǒng)無線連接，星閃在設(shè)備間信息傳輸最高速率是傳統(tǒng)無線技術(shù)（2Mbps）的6倍（12Mbps），能耗只有之前的60%，時延是傳統(tǒng)無線技術(shù)的1/30、組網(wǎng)連接數(shù)高10倍等優(yōu)勢。適用于消費(fèi)電子、智能家居、新能源汽車、工業(yè)智造等多種場景。

圖源：海思官網(wǎng)

非接觸式連接技術(shù)的出現(xiàn)在連接器領(lǐng)域具有顛覆性意義，其開啟了連接新時代，為打造更新穎、更耐用、更靈活的技術(shù)鋪平了道路。不同的無線連接技術(shù)下的產(chǎn)品系列可謂各有千秋，不難看出，高速、低功耗、靈活性成為此類技術(shù)最大的亮點(diǎn)。

盡管當(dāng)前為我們所熟知的RJ45連接器、Mini I/O連接器、高速背板連接器等各種主流的機(jī)械連接器產(chǎn)品也在不斷地進(jìn)行技術(shù)迭代和更新，但仍屬于有線接觸式連接的范疇。

在當(dāng)今科技日新月異的時代，有線連接和無線連接之間的選擇已成為一場技術(shù)和設(shè)計的卓越較量。有線連接以其穩(wěn)定、可靠的傳輸性能一直被業(yè)界所青睞，然而，隨著無線連接技術(shù)的不斷演進(jìn)和突破，無線連接正逐漸成為新一代技術(shù)的焦點(diǎn)。無線連接摒棄了傳統(tǒng)連接器的束縛，賦予設(shè)備更大的靈活性和便利性，為用戶帶來無與倫比的便捷體驗。

工業(yè)互聯(lián)的未來會是無線連接技術(shù)“一統(tǒng)天下”的未來嗎？小編認(rèn)為，目前而言，工業(yè)無線連接技術(shù)在取代傳統(tǒng)機(jī)械連接器方面確實具有潛力，但是否完全取代取決于具體應(yīng)用場景和需求。對于一些需要頻繁移動或靈活布局的場景，無線連接技術(shù)能夠提供更好的解決方案。例如，在工業(yè)機(jī)器人、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域，無線連接技術(shù)可以提高效率和靈活性。

但在某些對連接穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全性要求極高的環(huán)境中，傳統(tǒng)的機(jī)械連接器可能仍然更可靠。在實際應(yīng)用中，工業(yè)無線連接器和機(jī)械連接器可能會共存并相互補(bǔ)充，根據(jù)具體需求，可以選擇合適的連接方式來實現(xiàn)最佳效果。

數(shù)字化時代，我們不僅要看到有線連接器在穩(wěn)定性和安全性方面的優(yōu)勢，更要審視無線連接技術(shù)所帶來的創(chuàng)新和便利。選擇無線連接并非簡單的技術(shù)替代，而是對未來工業(yè)發(fā)展方向的深刻思考和勇氣選擇。