最近,無源物聯網概念開始熱起來了。
在國際上,一家名為Wiliot的初創公司宣布獲得了由軟銀愿景基金領投的2億美元C輪融資,這個公司最典型的產品就是一款藍牙傳感器標簽,不用電池,采用周圍基于藍牙協議的無線電波供電。
在國內,也有飛英思特等企業在嘗試在這個領域進行突破。這個新興的領域正在聚攏更多的目光。那么無源物聯網是什么?它能應用到哪些領域?
簡單點說,無源物聯網就是物聯網設備不需要接入電源或電池,就可以從環境中獲取能量的創新技術。
在我們的印象中,以智能傳感為代表的物聯網設備一般都要靠電池供電,由于電池容量有限,這就導致需要經常更換電池以保證傳感器正常工作。
但在一些特殊情況下,如傳感器節點需要安裝在邊遠地區或危險地區,這些應用場景都令傳感器節點電源更換極其困難;
另一方面,隨著市場需求的上升,傳感器的設計與制造成本也在上升,這也帶來了比較高的維護成本。
因此,許多企業都將目光聚焦到了一種更小且無需電池的傳感器上,也就是無源物聯網。無源傳感器能夠做到系統非常簡潔,因為不需要電池和能量源,所以其成本低、體積小,使傳感器的應用面能夠極大地擴展。
業內預測,無源物聯網或能夠實現千億級市場規模,與傳統物聯網形成金字塔型市場結構。
無源物聯網技術的顯著特征是利用無源反向散射技術的傳感器通過內部無線采集模塊,將周圍可利用的無線信號轉化為可供自身工作的能量,同時利用反向散射技術手段實現目標節點的信息傳遞。
其實,在過去十多年里,基于點對點通信的反向散射技術在無源物聯網中已經得到了廣泛應用,即RFID(超高頻的射頻識別技),例如基于高頻的門禁,銀行卡等。
這也就解釋了為什么我們不需要給門禁和銀行卡裝電池,卻可以儲存信息、傳遞信息。當標簽靠近閱讀器后,接收閱讀器發出的射頻信號,產生感應電流,獲得能量。通過這點能量,標簽發送信息,實現與閱讀器的通信。
然而,這種方式雖然簡單快捷,可距離受限。
物聯網目標是實現萬物互聯并且可以實現多種功能,這就要求物聯網必須具有更大的通信容量,更快的通信速率,更遠的通信范圍以及更廣泛的裝備(小型化)。
也就是說,無源物聯網想要進一步發展,就需要擴展到基于Wi-Fi、藍牙、3G、4G甚至是5G通信技術的無源互聯。
隨著半導體技術的進步,終端芯片功耗降到了mW級甚至更低,加上能量轉化技術的不斷升級,無源物聯網“進一步發展”的設想正逐漸成為現實。
近期,2021世界物聯網博覽會在江蘇無錫召開。“無源物聯網”作為今年物聯網業界最熱門的領域之一,成為展會上的熱議話題。
據介紹,目前在實驗室階段,最先進的技術已實現在180米的范圍內,收集特定頻段的5G射頻能量,采集到約6微瓦的電力。隨著5G的大規模推廣,無源物聯網擁有了一個廣泛覆蓋的無線供電網,為小型物聯網設備持續供電。
華為在今年8月的5G-Advanced創新產業峰會上提出5.5G無源物聯網的設想,希望通過5G技術,完善無源物聯網技術。國內專注無源物聯網的企業飛英思特、啟緯智芯和鋮月科技也推出了幾款以藍牙和NFC為主的產品。
今年10月,中國無源物聯網企業飛英思特發布了國內首款環境微能管理模組星云系列。該系列模組可適配各種能量來源,包括太陽能、壓電、熱能和無線射頻。利用該模組收集的能量,工程師可采用低功耗技術,最終實現設備能源的自我供給,徹底擺脫物聯網應用大規模部署受限于電池和布線的窘境。
圍繞這些技術,無源物聯網能夠應用到哪些領域?
物流行業的集裝箱、快遞包裹等產品通過搭載郵票大小的微型無源傳感器,能夠將周圍的環境上傳至終端,供管理人員判斷和優化物流線路。
環保領域未來也可以利用該技術,在氣體、液體方面,通過無源傳感器來進行監測,可以將傳感器布置在各種人工難以監測的地點,解決行業難題。還可以通過無源傳感器來為老舊設備迭代升級,不需要改變內部結構、不需要加裝額外的線纜。
據了解,隨著對行業邊界的不斷拓展,在物流、森林防火、地質災害監測、能源監測、智能家居等多個領域的頭部企業已經注意到這個技術,隨著資金的注入,無源傳感器的發展將會突飛猛進。
結語
可以說,無源物聯網的市場量級將會全面覆蓋低速物聯網,雖然技術上的落地還需要一定的時間,且仍有許多技術難題等待突破。但我們不妨保持信息,在未來,無源物聯網將會向遠距離、低功耗、小型化、跨協議通信的方向去發展,推進萬物互聯時代的到來。