Se dice que esta es una era de IOT(Internet de todo), y muchos productos están conectados al Internet de las cosas, pero, ¿puede todo en el mundo estar realmente conectado a Internet??
Esto es obviamente imposible! Muchos paquetes exprés, ropa, etc.. tener requisitos para la gestión en línea, pero actualmente no tienen las calificaciones para acceder a Internet de las cosas.
porqué es eso?
Sabemos que todo objeto en línea debe contar con el apoyo de la electricidad que los apoye para completar el proceso de recolección de datos., transmisión y cálculo.
Hoy en día, con el desarrollo de la tecnología pasiva de Internet de las cosas, es posible que tales cosas se unan al mundo en línea.
Lector de mano iot reader R50 UHF
¿Qué es el Internet de las cosas pasivo??
El llamado Internet de las Cosas pasivo se refiere al Internet de las Cosas sin “fuente”. Este “fuente” se refiere a las fuentes de poder y energía.
los “internet pasivo de las cosas” que ha recibido mucha atención ahora son esencialmente nodos terminales pasivos. No tienen cables de alimentación y baterías incorporadas., sino obtener energía del medio ambiente. Por ejemplo, el Internet de las Cosas basado en tecnología inalámbrica de captura de energía electromagnética. Los terminales de IoT pasivos capturan y recolectan energía mediante la recolección de ondas de radio emitidas desde el lado de la red para completar la recolección de datos., transmisión y computación distribuida.
De hecho, el Internet de las cosas pasivo se propuso hace unos años. A juzgar por los datos disponibles, se remonta a 2014 tan pronto como 2014. La Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China lanzó oficialmente el proyecto clave “Teoría básica y tecnologías clave de las redes de detección pasiva” con una cantidad de financiación de 3.5 millones de yuanes. Un camino más realista.
sin embargo, en los primeros años, mucha gente pensó que el Internet de las Cosas pasivo era una tontería. Entonces, ¿por qué crees que es factible ahora?
Porque con el avance de la tecnología de semiconductores, el consumo de energía de los chips terminales se ha reducido a mW o incluso menos, junto con la mejora continua de la tecnología de conversión de energía, la captura de energía y el uso de la tecnología de comunicación a larga distancia se ha convertido en una realidad.
¿Por qué necesitamos IoT pasivo??
En la vida real, estamos acostumbrados a la existencia de electricidad, y no puede sentir la fuerte diferencia entre productos activos y pasivos. sin embargo, para cada objeto en el mundo IoT, el poder es indispensable. Es para la terminal IoT como el aire y el agua son para los seres humanos.
Los humanos pueden tener aire sin mucho esfuerzo, pero los terminales IoT pueden no tener energía.
Por un lado, debido a restricciones de costo o volumen de producto, el objeto en sí no tiene las condiciones para el suministro de energía de la batería.
Por otra parte, los objetos con requisitos en línea están limitados por factores como su amplia distribución y la necesidad de moverse con flexibilidad, lo que dificulta reemplazar las baterías en muchos terminales de aplicación o no puede ser alimentado directamente por baterías.
Desde la perspectiva de la tendencia de desarrollo de la conexión de Internet de las cosas, especialmente cuando se enfrenta a la demanda de la “en línea” de un gran número de objetos, debe realizarse en un “pasivo” forma. Por lo tanto, La tecnología pasiva de Internet de las cosas será una importante fuerza impulsora.
Sobre el Internet pasivo de las cosas, sus fuentes de energía pueden ser la luz, 4sol, 5señales G, etcétera, e incluso la deformación de objetos puede generar micro-energía para ser utilizada. Por lo tanto, la realización del Internet pasivo de las cosas se puede dividir en las siguientes tres formas:
El primero es recolectar energía solar.;
El segundo tipo es la generación de energía tipo prensa.;
El tercer tipo es la conversión de energía de ondas de radio., que recoge RFID, NFC, Bluetooth, 4sol, 5sol, WiFi y otra energía de ondas de radio en el entorno circundante y la convierte en energía eléctrica. Este es también el método más preocupado de IoT pasivo., porque un dispositivo IoT que funciona normalmente necesita funcionar normalmente, además de obtener energía de trabajo, también necesita transmitir datos a través de señales de radio. De este modo, Los terminales IoT pasivos no solo pueden obtener energía, sino también transmitir señales, y al mismo tiempo, el costo y el tamaño pueden ser muy bajos.
¿Qué aplicaciones pasivas de IoT hemos visto??
En los ultimos años, el IoT pasivo se ha estado desarrollando silenciosamente, y recientemente ha vuelto a llamar la atención de la industria. Es conocido como otro nuevo “toma de corriente” en la industria de IoT en 2021 después de Cat.1.
Esto no es ajeno al rápido desarrollo de diversas tecnologías de la comunicación.. Hoy en día, el Internet de las cosas pasivo se amplía aún más, expandiendo la interconexión pasiva basada en Bluetooth, Wi-Fi, LoRa, NB-IoT, y tecnologías de comunicación 5G. El modelo de la figura siguiente sobre el futuro alto, Los requisitos de conexión de IoT de velocidad media y baja son un modelo muy típico en la industria..
Sabemos que la aparición de LPWAN abrió oficialmente la era del desarrollo a gran escala del Internet de las cosas alimentado por batería., y resolvió la demanda del mercado de Internet de las cosas de bajo consumo con decenas de miles de millones de conexiones, y los puntos débiles de cientos de miles de millones de Internet pasivo de las cosas se han convertido en el próximo problema de necesidad resuelta. También comenzó la atención al Internet pasivo de las Cosas. Como resultado, el modelo en la figura de arriba ha cambiado.
En nuestra vida diaria, estamos rodeados de varias señales de radio. Aunque la energía que se puede recoger a través de estas señales es muy pequeña, es suficiente para el trabajo de una gran cantidad de nodos IoT pasivos, y la señal se puede utilizar para realizar el retorno de datos.
Se puede decir que la tecnología IoT pasiva está ampliando la base de la “Pirámide” de conexiones IoT. Asi que, cuáles son las aplicaciones en la base de esta pirámide de conexiones IoT?
IoT pasivo basado en RFID
En el presente, La tecnología RFID es la tecnología pasiva de Internet de las cosas más conocida y ampliamente utilizada., y su principio es muy simple. Cuando la etiqueta RFID está cerca del lector, recibe la señal de radiofrecuencia enviada por el lector, genera una corriente inducida, y obtiene energía. A través de esta poca energía recolectada, la etiqueta envía información y realiza la comunicación con el lector.
En el presente, el envío de productos pasivos de IoT de este esquema ha alcanzado el nivel de decenas de miles de millones por año. NFC, como una especie de RFID de alta frecuencia, casi se ha convertido en una configuración estándar en teléfonos inteligentes, y también se puede considerar como una aplicación de tecnología de IoT pasiva típica.
IoT pasivo basado en Bluetooth
Las etiquetas de sensor pasivo de Bluetooth de baja energía también pueden completar la detección, almacenamiento y comunicación sin fuente de alimentación. La etiqueta recoge la energía de radiofrecuencia circundante para alimentarla., y utiliza esta energía para enviar los datos del código de identificación único de la etiqueta y las lecturas del sensor. Una empresa de nueva creación llamada Wiliot, su producto es una etiqueta de sensor pasiva de Bluetooth de baja energía, porque no requiere batería externa, por lo que el tamaño del producto es solo el tamaño de un sello postal, se puede pegar fácilmente en varios elementos.
IoT pasivo basado en WiFi
El principio de este esquema es utilizar la tecnología de comunicación de retrorreflexión de la señal de radiofrecuencia.. Cuando el enrutador WiFi cercano transmite la señal de radiofrecuencia con una potencia relativamente alta, el nodo IoT pasivo absorbe la señal de radiofrecuencia y modula el coeficiente de reflexión de la antena para transmitir la información del sensor.
Esta tecnología fue desarrollada ya en 2016 por investigadores de la Escuela de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Washington, y se llama WiFi Pasivo. Los nodos pasivos de WiFi pasivo consumen solo 14,5 µW y 59,2 µW cuando transmiten 1 Mbps y 11 Mbps, que puede alcanzar una distancia de retorno de 30 metros e incluso tienen una cierta capacidad de penetración en la pared.
IoT pasivo basado en LoRa
En 2017, Investigadores de la Escuela de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Washington en los Estados Unidos adoptaron tecnología de espectro ensanchado lineal para mejorar las capacidades de devolución de etiquetas pasivas y compatibles con equipos comerciales Lora para formar un sistema de modulación de reflexión basado en Lora.. En la prueba, los investigadores lograron con éxito la modulación pasiva de la reflexión del nodo desde cualquier posición separada por 475 metros entre la fuente de RF y el receptor, y devolvió con éxito la información del sensor; cuando el nodo pasivo y la fuente de RF estaban ubicados en la misma posición, el receptor lo más lejos que puede llegar 2.8 kilómetros.
IoT pasivo basado en 5G
Para admitir IoT pasivo a través de redes celulares 5G, una dificultad es cómo los nodos terminales pasivos obtienen energía, y la otra dificultad es cómo lograr backhaul de larga distancia, especialmente el último es más difícil. Porque la energía obtenida por el terminal pasivo a través de varios métodos es muy débil., el camino de regreso es demasiado largo, y la señal decaerá rápidamente. En el presente, la tecnología más avanzada en etapa de laboratorio ya puede recolectar energía de radiofrecuencia 5G en una banda de frecuencia específica dentro de un rango de 180 metros, y recoger alrededor de 6µW de electricidad.
El diseño de IoT pasivo en casa y en el extranjero
En el presente, la investigación sobre el IoT pasivo aún se encuentra en una etapa inicial. La energía débil e inestable del medio ambiente., la aleatoriedad de la adquisición de energía en los nodos, etcétera, hacer que la conexión de los nodos IoT pasivos sea relativamente frágil y difícil de mantener una conectividad continua. Todo esto restringe la aplicación de IoT pasivo..
sin embargo, todavía hay un gran número de empresas en el país y en el extranjero que están trabajando duro. Como se mencionó anteriormente, RFID es actualmente la aplicación de IoT pasiva más utilizada y madura.
