Wi-Fi室内定位与行人导航技术

时间：2008年12月11日

除了车载导航器及PND外，愈来愈多的手机也开始内建GPS/A-GPS定位功能，希望能将位置服务（LBS）导入到个人的生活当中。不过，当GPS功能进入个人手持应用的领域，就出现了很大的使用限制，也就是当个人进入骑楼、巷弄或室内时，就无法清楚收到卫星讯号，此时GPS定位功能就无法发挥作用，需要寻求其他的辅助方案。

透过目前已广泛布建的Wi-Fi接取点（Access Point；AP），利用三角定位技术即可实现室内定位的要求，让个人定位的范围得以进到更宽广的领域。市场最热门的iPhone手机已率先导入Wi-Fi定位功能，此技术在NB、PND、手机等设备中的应用可望逐渐普及。

《图一 工研院资通所林昱仁工程副组长》

工研院资通所是国内率先投入Wi-Fi定位技术研发的单位，林昱仁工程副组长在讲座中指出，目前可用来定位的技术包括GPS、手机基地台定位系统、Wi-Fi定位、RFID定位等方式，每种技术都有其优缺点，请见表一。其中GPS当然是使用最广的技术，不论是定位精度、可用性（availability）和隐私性，都是相当理想的，唯一的缺点即是上述在使用环境上的限制。

林昱仁分析说，打破使用环境限制的最佳定位技术，自然是涵盖率最广的手机基地台定位系统，然而它的弱点在于定位精度太低（约一公里），而且往往需要电信业者来提供。 RFID定位能提供最精确的位置资讯，但问题是需要广泛的布建接取讯号的收发设备。

相较之下，Wi-Fi接取点在市区内的布建已达到相当的密集度，不论是室内或室外，都有机会成为定位上的辅助系统。林昱仁指出，目前已有多家厂商及研究单位投入Wi-Fi定位的技术开发或服务，例如Skyhook（美）、AeroScout（美）、ekahau（芬兰）、Airlocation（Hitachi）及工研院。这些开发者大多基于两种定位技术来实现Wi-Fi的定位，一是基于收讯时间差（Time Difference of Arrival, TDOA），一是基于讯号强度（Received Signal Strength；RSS），两者各有优缺点，请见表二。

林昱仁表示，今日的Wi-Fi已用于无线资料传输及语音通话，下一步则可发展为行动定位的辅助技术，而开发的重点在于如何在标准的Wi-Fi无线区域网路环境下，无需其他专属硬体设备，即可提供行动定位服务解决方案。在室内的应用上，必须规划接取点（AP）的放设位置及密集度，并配合适当的地图资讯；在室外的应用，服务业者必须定期在各条道路上收集Wi-Fi接取点的讯号。这是相当浩大的初期工程，林昱仁指出，下一阶段则可透过用户使用时的接收状况，随时更新接取点改变的资讯。

《图二 CSR系统应用经理杨俊仁》

手机基地台的网路资讯则是辅助定位的另一个可行方法。 CSR系统应用经理杨俊仁表示，GSM/WCDMA的网路资讯能够加速GPS的定位速度，并提供稳定且持续的定位功能。从基地台的时间同步资料，定位设备能够大幅缩小GPS讯号搜寻的频率与电码范围，进而加快定位的时间。此做法能做到比今日A-GPS更高的精确性与可用性，让手机的位置服务（LBS）更为实用。 （编辑部）

《图三 ITO patterning的各种型式》

投射电容式多点触控技术

时间：2008年12月18日

触控萤幕为使用者提供更直觉、便利的操控方式，因而成为重要的输入介面功能，而iPhone导入多点触控（Multi-Touch）的介面技术，更成为众所瞩目的新兴手持设备设计趋势。多点触控的实现需要采用不同于以往的技术作法，在手持设备上最可行的技术即是投射电容式（Projected Capacitive）技术。此技术的建置涉及复杂的ITO pattern、感测电路布局及先进控制演算方法等，业界仍致力于掌握这些关键技术。

《图四 投射电容式触控面板采ITO薄膜/玻璃作法》 数据源：Sipix赵一雄博士

本次讲座吸引涵盖手持设备、触控控制器／模组、面板组装、显示器和材料等触控产业各领域业者齐聚一堂，共同探讨此一新兴技术的实现要领。讲师Cypress王一杭经理和Sipix资深副总经理赵一雄博士分别就触控控制及ITO薄膜先进技术进行剖析说明。

王一杭指出，触控技术的发展在十多年前即已开始，如今已广泛进入消费应用的领域中。现在的发展重点即在于如何让人的手指能够更直觉的操控使用介面，而多点触控则是必然的使用趋势。然而，要在手持介面实现多点触控，必须发展有别于过去电阻式或表面电容式触控的投射电容式触控面板与控制技术。

投射电容式技术采用单层或多层的样式化（patterned）ITO层来形成行、列交错的感测单元（sensing element）矩阵。其中可行的作法包括轴交错式（Axis Intersect）和所有触点可定位式（All Points Addressable；APA）两种感测技术。轴交错式为自电容型（self capacitance）感测，也就是分别直接感测栏与列电极在​​手指触碰时的电容偶合变化；APA则属于互电容型（mutual capacitance）感测，是以一面ITO层做为驱动极，另一面ITO层做为感测极。

《图五 Cypress王一杭经理》

王一杭指出，轴交错式的扫描数量较少，因此对控制器的运算要求较低，较容易实现，但其限制是无法感测出多点触控的真实位置，除非采用更复杂的技术，如分区布线。相较之下，APA能够感测出多点触控的真实位置，但运算要求比起轴交错式高出许多。事实上，如果只是要做到多点触控的动作（gesture）辨识，如pan、pin​​ch、rotate等，以轴交错式就能够满足。

《图六 Sipix资深副总经理赵一雄博士》

在ITO的技术上，赵一雄指出，今日的电阻式触控面板采用薄膜（film）/玻璃（glass）、薄膜/薄膜及薄膜/薄膜/塑胶等三种实现技术，而投射电容式则主要采用薄膜/玻璃技术。触控用的ITO薄膜被要求需具有防刮、抗炫光、抗牛顿环、抗指纹、抗UV等功能，因此需要施行相应的PET基材之功能性涂布。不同的设备的应用性会决定这些功能的需求程度。

在设计制造上，触控面板用的ITO薄膜必须满足一些重要参数的要求，例如面电阻要介于300～500Ohm/sq、阻抗值的线性度要小于等于1.5％、透光率要高于88 ％等。此外，还得通过环测可靠性的要求。至于当红的ITO薄膜Patterning的技术，赵一雄表示，可行的技术包括化学蚀刻法、雷射蚀刻法和剥离法，而利用剥离法作卷筒式ITO Patterning具有较多的优点。此外，他认为未来的ITO薄膜将朝高穿透率PET基材和结晶型ITO薄膜的技术发展。

《图七 Android的Activity运作流程示意图》

Android开放手机实机建置要领

时间：2009年1月15日

由Google主导的Andr​​oid开放式手机平台，由宏达电的G1手机打响市场的第一炮，目前已引起极大的回响。台湾身为电子产品制造开发的重镇，有很大的机会乘着此平台之便，站上手机市场更重要的位置。然而，开于此平台的泛论性研讨会活动已不少，但如何真正实做，仍然欠缺深入的介绍。在本次的讲座中，专业Embedded Linux教育训练讲师Jollen即针对Android的市场商机、软体开发套件（SDK）安装、应用程式模式及开发逐一做了清楚的说明。

Jollen指出，手机的发展已进入新的阶段，也就是未来硬体规格不会相差太多，开始走向品牌化，要求稳定性和创新的工业设计，但功能上的差异性则得靠软体来达成。近年来，开放软体（Open-source）社群已形成强大的力量，透过社群建立使用者体验管道、收集使用者经验等，已被证明是品牌与技术推广的成功策略。

在过去的手机市场，软体的开发有着种种的限制，但这个情况已开始被打破。 iPhone虽然不是采用Linux核心，但已对外提供SDK；手机第一大厂Nokia在去(2008)年6月买下Symbian，并成立基金会，走的也是开放平台的路；其他还包括LiMO和OpenMoko等组织，在Linux开放式手机平台的推动上已行之多年。然而，Jollen表示，Android能够脱颖而出，确实具有其独到之处。

《图八 Linux教育训练讲师Jollen》

Android平台有几项特色，让它成为最被看好的开放式手机平台。除了Google的加持外，Android解决了过去应用Linux开发手机常见的一些问题，例如授权问题。由于开放软体中的GPL授权方式要求开发者需要完全公开其发展过的程式码，因此让商业机构为之却步。然而，基于Android平台的应用程式采用Apache License（第二版）的授权条款，让开发者自行决定是否愿意将其专利技术授权出来。

不仅如此，为了让上、下层软体之间的关系解套，Android的应用架构采用Java套件，开发者只需设计此一层的软体，即可为其手机新增功能。至于中介层的程式库（libraries）和底层的核心（Kernel），原则上开发者不需更动，Android发展组织会持续地进行维护。这对开发者是一大利多，在此架构下，他们可以更专注于创造价值的应用程式开发。

Jollen指出，Android提出了相当容易上手的开发工具，包括Android模拟器、Android开发套件（ADT）、Android除错工具（ADB）以及协助UI设计布局的Hierarchy Viewer，这些工具都采用Eclipse整合开发环境（ IDE），让设计上更为容易上手。此外，在应用程式的开发上，Android提出Activity、Service、Process、Intent等重要的架构及观念。了解了这些，开发者就能事半功倍的从事其Android手机的开发设计了。 （编辑部）