无源物联网是什么,会成为新风口吗?

作者:Yu 来源:原创 2021-09-25

  自1999年首次被提出以来,物联网技术飞速发展。根据GSMA发布的报告预测,到2025年,全球物联网市场规模将达到9000亿美元,几乎是2019年的4倍。近年来,全球对节能减排的呼声越来越高,更加节能甚至无源的物联网技术成为重要发展方向。

  这两年,无源物联网火了起来。2020年9月,创新型无晶圆厂半导体公司Atmosic与OEM电子元器件设计和制造商SMK Electronics Corporation宣布建立战略合作伙伴关系,将Atmosic的 M3 SoC集成到SMK的一系列物联网设备中,可实现物联网设备的永久续航,从而消除更换电池的需求;

  2021年7月,Wiliot在一轮由软银集团的“愿景基金2号”牵头的融资中获得了2亿美元。据了解,Wiliot最典型的产品是无源蓝牙低功耗传感器标签,该标签最大的亮点是不需要电源,用于传感、存储和通信的能量来自收集周围的射频;

  8月份,在5G-Advanced创新产业峰会上,华为常务董事、ICT产品与解决方案总裁汪涛分享了华为在5.5G未来技术演进的六个方向,其中在第三个方向提到当前大量的物联应用基于无源联接,提升无源物联的识别率、覆盖范围、定位精度是5G网络未来的创新方向……

无源物联网是什么,会成为新风口吗?

  无源物联网的必要性

  那么,无源物联网是什么?到底有什么优势呢?

  首先,在搞清楚这些问题之前,先让我们了解一下关于物联网传输速度的一些内容。

  物联网根据传输速度可以划分为低速、中速和高速,其中高速(速率大于10Mbps)主要应用在视频监控以及车载娱乐方面,市场占比10%;中速(速率在1Mbps和10Mbps之间)主要应用在智能穿戴、智能POS以及IoT网关方面,市场占比30%;而剩下的60%均是低速市场(速率小于100Kbps),需要满足低功耗和广覆盖的需求,应用领域包括智能表计、物流追踪、智能停车、智能路灯、环境监测等领域。

  其中,高速物联网(速率大于10Mbps)主要由4G Cat.4+和5G eMBB承载,主要应用在视频监控、车载娱乐等方面;

  中速物联网(速率在1Mbps和10Mbps之间)主要由4G Cat.1承载,主要应用在智能穿戴、智能POS以及IoT网关方面;

  低速物联网(速率小于100Kbps)主要由NB-IoT承载,主要应用在物流追踪、智能路灯、环境监测等领域。

  面向低速物联网的NB-IoT面临着近百亿个低功耗物联网节点,中高速蜂窝网络所能带来的物联网连接规模远低于低速物联网。因此,这3个不同速度档位,只能支持百亿级的物联网连接。

  无源物联网有哪些优势?

  随着物联网技术的演变,想要使其应用场景更为广泛,目前的连接规模是远远不够的。例如,对于每年数百亿的服装、鞋帽、快递包裹都使用类似NB-IoT的解决方案显然很不现实。

  不仅如此,随着物联网技术的飞速发展,这些设备很多受环境和成本因素的限制只能靠电池供电,而传统射频集成电路的功耗也不低。电池需要每年更换,导致更高的维护成本。

  因此,无源物联网被提了出来。

  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,其显著特征就在于传感器端不需要主动供电模块,而是通过将周围可利用的无线信号转化为可供自身工作的能量,用来支持数据感知、传输、和分布式计算。

  值得一提的是,RFID电子标签是物联网技术的重要组成部分。作为一种非接触式自动识别技术,RFID通过射频信号自动识别目标物体并获取相关数据,而且识别工作不需要人工干预,主要功能是写入和读取数据。

  RFID主要由标签、阅读器、数据传输和处理系统组成。根据是否配备电池,电子标签分为有源和无源两种。无源RFID标签又称无源RFID标签,在接收到读写器发出的微波信号后,可以将部分微波能量转化为直流电源供自身运行。

  当无源RFID标签靠近RFID阅读器时,无源RFID标签的天线将接收到的电磁波能量转化为电能,激活RFID标签中的芯片,将RFID芯片中的数据发送出去。

  当然,RFID本身也有一些局限性,比如传输距离短、对专用阅读器的依赖度高。如果移动通信网络能够支持无源物联网,将打破这些限制。

  写在最后:

  从物联网诞生到现在,人们越来越体验到科技互联万物所带来的高效率。无源物联网虽然是物联网的一个子集,但是却以其低能耗的优势推动了物联网的部署,极大拓宽了物联网的应用场景。可以预见,无源物联网技术,将在各个领域大显身手。

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