rfid電子標簽生產廠家告訴你什么是無源物聯網
在2021年以來的物聯網行業,又“喜提”了一個新的“風口”。這個“風口”的名字,叫做“無源物聯網”。無源物聯網,到底是個啥東東?它和現有的物聯網技術之間,有什么區別?它是真的有黑科技?還是資本又在炒作?讓我們一起來了解了解。
無源物聯網,顧名思義,就是沒有“源”的物聯網。“源”,就是電源、能量源。搞過承載網的朋友,對“無源”肯定非常熟悉。我們常說的無源光網絡(PON)、無源波分(WDM),都涉及到“無源”。說白了,無源,就是不接外部電源、不帶電池。無源物聯網,不是網絡無源,而是終端節點無源。也就是說,網絡沒啥變化,而連入網絡的終端節點設備,不帶電源線,也沒有內置電池。那么,問題來了。終端節點設備,有傳感器需要產生數據,有芯片需要計算,有模組需要收發信號。沒有電源,誰來提供干活的能量呢?
其實,所謂“無源”,并不是終端節點不用電,而是換了一種獲取電(能量)的方式。大家應該很快會想到,太陽能,就是一種獲取電(能量)的常用方式。通過光伏面板,將太陽能轉化成電能,儲備使用。除了太陽能之外,還有動能和熱能。例如,有的共享單車,就帶有發電模塊。你踩踏板的時候,就給智能車鎖充了電。還有一些遙控器,采用按壓式發電。你按的時候,通過機械力產生材料形變,動能變成電能,驅動設備工作。
注意!上述所說的太陽能、動能、熱能,都不是我們今天“無源物聯網”的討論重點。現在大家熱議的“無源物聯網”,主要是指基于無線電磁能量捕捉技術的物聯網。也就是說,是指物聯網終端通過采集網絡側發射過來的無線電波,捕捉和收集能量的物聯網技術。
說到這里了,大家想到了啥?我想很多人一定想到了RFID射頻識別,我們俗稱的rfid電子標簽,就采用了RFID技術。RFID的原理很簡單,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。除了RFID之外,我還想到了一個技術。那就是小米推出的隔空無線充電技術。 其實,RFID,就是一種無源物聯網。現在,在RFID的基礎上,無源物聯網希望進一步延伸,擴展基于Wi-Fi、藍牙、3G、4G甚至5G通信技術的無源互聯。
大家都知道,RFID是非常成熟的技術。RFID之所以能夠正常工作,最關鍵一點在于,標簽和閱讀器的距離很近。距離越遠,電磁能量的密度越低,獲取能量的難度越大。RFID屬于感應耦合,天線的形狀是線圈,電磁能量的傳送,是在感應場區域內完成的,距離很短。Wi-Fi、藍牙工作距離遠大于RFID,3G/4G/5G更遠。這就不是感應場,而是輻射場。輻射場采用的天線技術,主要是偶極子天線或微帶天線。想要在輻射場中,借助這些天線完成電磁能量的傳送,難度極大。在以前,這都是不可想象的事情。現在,隨著半導體技術的進步,終端芯片的功耗降低到mW級甚至更低,再加上能量轉換技術的不斷升級,才讓遠距離通信技術的能量捕獲和使用成為一種可能性。
無源物聯網,還有幾個典型的特性:1、能量震蕩性,無源物聯網節點的能量不再是單一的由高至低的靜態變化趨勢,由于能量來自于環境,其呈現出的將是時高時低的動態狀態。2、節點失衡性,無源物聯網節點中能源獲取存在隨機性和不穩定性,整個網絡中能量分布可能并不均衡,也會導致每個節點的差異。3、能源受限性,無源物聯網獲取能量的方式不同,且所采集的環境能量非常微弱,一般在納瓦(nW)到微瓦(μW)級,且受到節點蓄電能力的影響。4、連接脆弱性,無源物聯網的網絡連通性直接受各節點能量的影響。當某些節點的能量低于一定程度時,這些節點則成為孤立節點,導致網絡不連通。由于能量的震蕩性,網絡的連通性是脆弱的,時斷時續,難以保持一直連通。大家都看出來了,這些都不是什么好特性,都是缺點。這些缺點,制約了無源物聯網的應用。
無源物聯網的最大優勢,就是完全不需要電池。NB-IoT每10年換一次電池(理想情況下),無源物聯網終身不需要。這不僅減少了換電池的人力成本,也減少了電池組件成本。目前的通用型UHF RFID標簽,價格可以做到2-3毛錢。NB-IoT模組,價格大概是十幾塊,差距有幾十倍。第二,不用電池,有利于環保。單個電池雖然很小,但千億級的數量規模,環保影響不容小覷。第三,沒有電池,終端的體積可以進一步縮小。例如像RFID那樣,就是一個小貼片,將大大有利于終端設計。總而言之,無源物聯網是一個非常不錯的發展思路。然而,想要把這條路真正走通,我們可能還需要很長的時間。需要大家一起努力攻克各種難題。今天就分享到這里,關注rfid電子標簽生產廠家靈天智能,了解更多rfid資訊。www.tjyonghui.com