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到底什么是“无源物联网”?

2021-09-26 14:25 发布

继Cat.1之后,2021年的物联网行业,又“喜提”了一个新的“风口”。


这个“风口”的名字,叫做“无源物联网”(Passive IoT)


无源物联网,到底是个啥东东?它和现有的物联网技术之间,有什么区别?它是真的有黑科技?还是资本又在炒作?


一、什么是无源物联网


无源物联网,顾名思义,就是没有“源”的物联网。


“源”,就是电源、能量源。


搞过承载网的童鞋,对“无源”肯定非常熟悉。我们常说的无源光网络(PON)、无源波分(WDM),都涉及到“无源”。


说白了,无源,就是不接外部电源、不带电池。



无源物联网,不是网络无源,而是终端节点无源


也就是说,网络没啥变化,而连入网络的终端节点设备,不带电源线,也没有内置电池。


那么,问题来了。终端节点设备,有传感器需要产生数据,有芯片需要计算,有模组需要收发信号。没有电源,谁来提供干活的能量呢?


其实,所谓“无源”,并不是终端节点不用电,而是换了一种获取电(能量)的方式


大家应该很快会想到,太阳能,就是一种获取电(能量)的常用方式。


通过光伏面板,将太阳能转化成电能,储备使用。


除了太阳能之外,还有动能和热能。


例如,有的共享单车,就带有发电模块。你踩踏板的时候,就给智能车锁充了电。


还有一些遥控器,采用按压式发电。你按的时候,通过机械力产生材料形变,动能变成电能,驱动设备工作。


注意!上述所说的太阳能、动能、热能,都不是我们今天“无源物联网”的讨论重点。


现在大家热议的“无源物联网”,主要是指基于无线电磁能量捕捉技术的物联网


也就是说,是指物联网终端通过采集网络侧发射过来的无线电波,捕捉和收集能量的物联网技术。



大家想到了啥?


我觉得,很多人一定想到了RFID,也就是Radio Frequency Identification(射频识别)


RFID


我们俗称的电子标签,就采用了RFID技术。


RFID的原理很简单,当标签靠近阅读器后,接收阅读器发出的射频信号,产生感应电流,获得能量。通过这点能量,标签发送信息,实现与阅读器的通信。



除了RFID之外,我还想到了一个技术。那就是小米去年推出的隔空无线充电技术。



当时特别火,数米半径内,单设备5W隔空充电。


其实,RFID,就是一种无源物联网。


现在,在RFID的基础上,无源物联网希望进一步延伸,扩展基于Wi-Fi、蓝牙、3G、4G甚至5G通信技术的无源互联。


二、无源物联网的技术挑战


大家都知道,RFID是非常成熟的技术。RFID之所以能够正常工作,最关键一点在于,标签和阅读器的距离很近。


距离越远,电磁能量的密度越低,获取能量的难度越大。


RFID属于感应耦合,天线的形状是线圈,电磁能量的传送,是在感应场区域内完成的,距离很短。


线圈


Wi-Fi、蓝牙工作距离远大于RFID,3G/4G/5G更远。这就不是感应场,而是辐射场。


辐射场采用的天线技术,主要是偶极子天线或微带天线。想要在辐射场中,借助这些天线完成电磁能量的传送,难度极大。


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