幾年來,無源物聯網一直默默發展,而最近又一次得到業界的關注,這與各類通信技術的快速發展不無關系。如今,除了前文所提的WiFi以外,無源物聯網已擴展到基于藍牙、LoRa、NB-IoT、5G通信技術的無源互聯。
日常生活中,我們被各種無線電信號包圍著,通過這些信號所能收集的能量雖然非常微量,但對于大量無源物聯網節點的工作來說已經足夠,而且可借助信號實現數據的回傳。
基于RFID的無源物聯網
目前, RFID技術是我們最為熟悉、應用最廣泛的無源物聯網技術。目前,這種方案的無源物聯網產品出貨量已達到每年數百億的級別。NFC作為高頻RFID的一種,通過NFC充電的方式可以減少單獨的無線充電組件的需求,降低天線在設備內部的占用面積,對于可穿戴設備來說是個不錯的無線充電解決方案。
基于藍牙的無源物聯網
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,并借助這些能量發送標簽唯一標識碼的數據以及傳感器讀數。一家名為Wiliot的初創公司,其產品正是一款無源藍牙低功耗傳感器標簽,因為不需要外加電池,因此該產品的尺寸僅是郵票大小,能便捷地粘貼在各種物品之上。
基于LoRa的無源物聯網
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。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無源節點反射調制,成功回傳傳感器信息;將無源節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的無源物聯網
通過5G蜂窩網絡支持無源物聯,一個難點是無源終端節點如何獲取能量,另一個難點在于如何實現長距離回傳,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。