“無源物聯(lián)網(wǎng)”，顧名思義，就是不接外部電源、不帶電池的物聯(lián)網(wǎng)。

需要注意的是，這個“無源“，不是網(wǎng)絡無源，而是聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點無源，既不帶電源線，也不內置電池。

看到這，顯然會認為“無源”有悖于常理，畢竟芯片要靠電驅動，而能量不能憑空產(chǎn)生？

究竟是怎么回事呢？

原來是“終端節(jié)點無源”是指通過其他形式來獲取能源。

舉個例子

按壓式發(fā)電：通過動能轉化為電能，如手搖式發(fā)電機

光伏發(fā)電：太陽能路燈將收集到的光能轉換成電能

摩擦力發(fā)電：含有動力回收系統(tǒng)的電動車，將減速時的摩擦力積蓄的動能轉換成電能

......

那么，這些和物聯(lián)網(wǎng)有什么關系呢？

除了常見的使用太陽能、動能、熱能等方式獲得電能，還能通過無線電波能量轉換獲得能量。其原理是通過采集周圍環(huán)境中的RFID、NFC、藍牙、4G，5G、WiFi等無線電波能量，并將其轉換成電能。

這也是無源物聯(lián)網(wǎng)最受關注的方式，因為一個正常工作的物聯(lián)網(wǎng)設備要正常運作，除獲取工作能量之外，還需將數(shù)據(jù)通過無線電信號進行傳輸。借助這種方式，無源物聯(lián)網(wǎng)終端既可以獲取能量，也可以傳輸信號，同時成本、尺寸等都可做到很低，一舉多得。

那么這方面有什么應用呢？

最主流的當屬基于RFID的無源物聯(lián)網(wǎng)，即RFID技術，俗稱“電子標簽NFC”，是我們最為熟悉、應用最廣泛的無源物聯(lián)網(wǎng)技術。

其原理非常簡單，當RFID標簽靠近閱讀器后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，產(chǎn)生感應電流，獲得能量。通過收集的這點能量，標簽發(fā)送信息，實現(xiàn)與閱讀器的通信。

目前，基于RFID的無源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品NFC，幾乎成了智能手機的標配。

然而，無線通信技術有多種，為什么常見的只有RFID應用，為啥極少見到基于藍牙、Wi-Fi等無源物聯(lián)網(wǎng)應用呢？

主要是因為，距離越遠，電磁能量的密度越低，獲取能量的難度越大。

NFC之所以能普及，很大的一點在于標簽和閱讀器的距離很近，通過感應耦合就能實現(xiàn)電池傳送。而Ble、Wi-Fi、4G/5G的工作距離遠大于RFID，若是采用天線技術完成電磁能量的傳送，難度極大。

而隨著半導體技術的發(fā)展，對終端設備體積性能更優(yōu)體積更小的追求，以及對未來科技趨勢的預判，所以人類對遠距離通信技術的能量捕獲和使用從未停止，所以還有這些無源物聯(lián)網(wǎng)應用

基于藍牙的無源物聯(lián)網(wǎng)

無源藍牙低功耗傳感器標簽無需供電，也可完成感知、存儲和通信，該標簽通過收集周圍的無線射頻能量來為其供電，并借助這些能量發(fā)送標簽唯一標識碼的數(shù)據(jù)以及傳感器讀數(shù)。

基于WiFi的無源物聯(lián)網(wǎng)

該方案的原理是利用射頻信號的后向反射通信技術，當附近WiFi路由器發(fā)射功率相對較高的射頻信號后，無源物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點吸收射頻信號并調制天線反射系數(shù)，將傳感器信息傳遞出去。

基于LoRa的無源物聯(lián)網(wǎng)

2017年，美國華盛頓大學電子工程學院的研究人員采用線性擴頻技術，提升無源標簽回傳能力，并與商用的LoRa設備兼容，形成基于LoRa的反射調制系統(tǒng)。在測試中，研究人員成功地從射頻源和接收器之間相隔475米的任何位置可以實現(xiàn)無源節(jié)點反射調制，成功回傳傳感器信息；將無源節(jié)點與射頻源位于同一位置時，接收器最遠可達2.8公里。

基于5G的無源物聯(lián)網(wǎng)

通過5G蜂窩網(wǎng)絡支持無源物聯(lián)，一個難點是無源終端節(jié)點如何獲取能量，另一個難點在于如何實現(xiàn)長距離回傳，尤其是后者的難度更大。因為無源終端通過各種方式獲得的能量是非常微弱的，回傳路徑過長，信號會快速衰減。

目前在實驗室階段最先進的技術，已經(jīng)可以做到在180米的范圍內，收集特定頻段的5G射頻能量，采集到約6μW的電力。

事實上，現(xiàn)在對無源物聯(lián)網(wǎng)技術的研究有了進一步發(fā)展，但是受制于無源物聯(lián)網(wǎng)自身缺陷，如節(jié)點能源獲取存在隨機性和不穩(wěn)定性，導致能量變化非靜態(tài)性，甚至是存在信號斷斷續(xù)續(xù)，使得這種技術目前還無法很好的賦能工業(yè)場景。

究其原因，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用場景，通常具備分布式特點，需求穩(wěn)定可靠的運行。因此無源物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域應用并不多，網(wǎng)關一般也采用電池進行供電，以保證設備數(shù)據(jù)實時傳輸，7*24小時的自動采集數(shù)據(jù)和遠程運維，提高工作效率，避免設備停工損失。這對企業(yè)而言，可以收獲的好處便利遠比節(jié)約能源成本來的重要。

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