Говорят, что это эпоха IOT(Интернет всего), и многие продукты подключены к Интернету вещей, но все ли в мире действительно может быть подключено к Интернету?
это явно невозможно! Много экспресс-посылок, одежда, так далее. есть требования к онлайн-управлению, но в настоящее время у них нет квалификации для доступа к Интернету вещей.
почему это?
Мы знаем, что каждый онлайн-объект должен иметь поддержку электричества, чтобы поддерживать их для завершения процесса сбора данных., передача и расчет.
Настоящее время, с развитием технологии пассивного Интернета вещей, такие вещи могут присоединиться к онлайн-миру.
iot reader R50 UHF портативный считыватель
Что такое пассивный Интернет вещей?
Так называемый пассивный Интернет вещей относится к Интернету вещей без “источник”. Этот “источник” относится к мощности и источникам энергии.
В “пассивный Интернет вещей” которому сейчас уделяется большое внимание, по сути, пассивные терминальные узлы.. У них нет шнуров питания и встроенных аккумуляторов., но получать энергию из окружающей среды. Например, Интернет вещей на основе беспроводной технологии захвата электромагнитной энергии. Пассивные терминалы IoT улавливают и собирают энергию, собирая радиоволны, излучаемые со стороны сети, для завершения сбора данных, передача и распределенные вычисления.
по факту, пассивный Интернет вещей был предложен несколько лет назад. Судя по имеющимся данным, это можно проследить до 2014 еще 2014. Национальный фонд естественных наук Китая официально запустил ключевой проект “Базовая теория и ключевые технологии сетей пассивного зондирования” с объемом финансирования 3.5 миллион юаней. Более реалистичный путь.
тем не мение, в ранние годы, многие думали, что пассивный Интернет вещей - ерунда. Так почему ты думаешь, что это возможно сейчас??
Потому что с развитием полупроводниковой технологии, энергопотребление терминальных микросхем снижено до мВт или даже ниже, в сочетании с постоянным совершенствованием технологий преобразования энергии, захват энергии и использование технологий дальней связи стало реальностью.
Зачем нужен пассивный IoT?
В реальной жизни, мы привыкли к существованию электричества, и не чувствуете сильной разницы между активными и пассивными продуктами. тем не мение, для каждого объекта в мире Интернета вещей, сила незаменима. Это для IoT-терминала, как воздух и вода для людей..
Люди могут дышать воздухом без особых усилий, но терминалы IoT могут не иметь питания.
С одной стороны, из-за ограничений по стоимости или объема продукта, сам объект не имеет условий для аккумуляторного питания.
С другой стороны, объекты с онлайн-требованиями ограничены такими факторами, как их широкое распространение и необходимость гибкого перемещения, что затрудняет замену батарей во многих прикладных терминалах или не может напрямую питаться от батарей.
С точки зрения тенденции развития подключения к Интернету вещей, особенно когда сталкивается со спросом на “онлайн” большого количества объектов, это должно быть реализовано в “пассивный” форма. Следовательно, пассивный Интернет вещей станет основной движущей силой.
Что касается пассивного Интернета вещей, его источники энергии могут быть легкими, 4г, 5G-сигналы, и т.п., и даже деформация объектов может генерировать микроэнергетику, которая будет использоваться. Следовательно, Реализацию пассивного Интернета вещей можно разделить на следующие три направления:
Первый - собрать солнечную энергию;
Второй тип - прессовое производство энергии.;
Третий тип - преобразование энергии радиоволн., который собирает RFID, NFC, блютуз, 4г, 5г, Wi-Fi и другая энергия радиоволн в окружающей среде и преобразует ее в электрическую энергию.. Это также наиболее опасный метод пассивного Интернета вещей., потому что нормально работающее устройство IoT должно нормально работать, помимо получения рабочей энергии, он также должен передавать данные через радиосигналы. Таким образом, пассивные терминалы IoT могут не только получать энергию, но также передавать сигналы, и в то же время, стоимость и размер могут быть очень низкими.
Какие пассивные приложения IoT мы видели?
За последние несколько лет, пассивный Интернет вещей развивался незаметно, и недавно он снова привлек внимание индустрии. Он известен как еще один новый “торговая точка” в индустрии Интернета вещей в 2021 после кат.1.
Это не связано с бурным развитием различных коммуникационных технологий.. Настоящее время, Пассивный Интернет вещей получил дальнейшее развитие, расширение пассивного соединения на базе Bluetooth, Вай фай, Лора, NB-IoT, и технологии связи 5G. Модель на рисунке ниже о будущем максимуме, Требования к средне- и низкоскоростному соединению IoT — очень типичная модель в отрасли..
Мы знаем, что появление LPWAN официально открыло эру масштабного развития интернета вещей с батарейным питанием., и удовлетворил рыночный спрос на маломощный Интернет вещей с десятками миллиардов подключений., и болевые точки сотен миллиардов пассивного Интернета вещей стали следующей проблемой, которую необходимо решить. Внимание к пассивному Интернету вещей тоже началось. В следствии, модель на рисунке выше изменилась.
В нашей повседневной жизни, мы окружены различными радиосигналами. Хотя энергия, которую можно собрать с помощью этих сигналов, очень мала., достаточно для работы большого количества пассивных IoT-узлов, и сигнал может использоваться для реализации возврата данных.
Можно сказать, что технология пассивного Интернета вещей расширяет базу “Пирамида” подключений к Интернету вещей. Так, какие приложения лежат в основе пирамиды IoT-подключений?
Пассивный Интернет вещей на основе RFID
В настоящий момент, Технология RFID - самая известная и широко используемая технология пассивного Интернета вещей., и принцип его очень прост. Когда RFID-метка находится близко к считывателю, он принимает радиочастотный сигнал, посланный считывателем, генерирует индуцированный ток, и получает энергию. Благодаря этой небольшой энергии, собранной, тег отправляет информацию и осуществляет связь со считывателем.
В настоящий момент, отгрузка пассивных IoT-продуктов по этой схеме достигла уровня десятков миллиардов в год. NFC, как своего рода высокочастотный RFID, стала почти стандартной конфигурацией в смартфонах, а также может рассматриваться как типичное приложение пассивной технологии IoT..
Пассивный IoT на основе Bluetooth
Пассивные датчики Bluetooth с низким энергопотреблением также могут выполнять обнаружение, хранение и связь без источника питания. Метка собирает окружающую радиочастотную энергию для питания., и использует эту энергию для отправки данных уникального идентификационного кода метки и показаний датчиков. Стартап-компания под названием Wiliot, его продукт представляет собой пассивную метку датчика Bluetooth с низким энергопотреблением., потому что не требует внешней батареи, так что размер продукта только размер почтовой марки, можно легко наклеить на различные предметы.
Пассивный IoT на основе WiFi
Принцип этой схемы заключается в использовании технологии связи с обратным отражением радиочастотного сигнала.. Когда ближайший WiFi-роутер передает радиочастотный сигнал с относительно высокой мощностью, пассивный узел IoT поглощает радиочастотный сигнал и модулирует коэффициент отражения антенны для передачи информации датчика.
Эта технология была разработана еще в 2016 исследователями из Школы электронной инженерии Вашингтонского университета, и называется он пассивным WiFi. Пассивные узлы WiFi потребляют всего 14,5 мкВт и 59,2 мкВт при передаче 1 Мбит/с и 11 Мбит/с., который может достичь обратного расстояния 30 метров и даже иметь определенную способность пробивать стены.
Пассивный IoT на основе LoRa
В 2017, исследователи из Школы электронной инженерии Вашингтонского университета в США внедрили технологию линейного расширения спектра для улучшения возможностей возврата пассивных меток и совместимо с коммерческим оборудованием Lora для формирования системы модуляции отражения на основе Lora.. В тесте, исследователи успешно достигли пассивной модуляции отражения узлов из любой позиции, разделенной 475 метров между источником RF и приемником, и успешно вернул информацию о датчике; когда пассивный узел и источник RF были расположены в одном месте, приемник самый дальний может достать 2.8 километров.
Пассивный Интернет вещей на базе 5G
Для поддержки пассивного Интернета вещей через сотовые сети 5G., одна трудность заключается в том, как пассивные конечные узлы получают энергию, и другая трудность заключается в том, как обеспечить обратный рейс на большие расстояния, особенно последнее сложнее. Потому что энергия, полученная пассивным терминалом различными способами, очень слабая., обратный путь слишком длинный, и сигнал быстро затухнет. В настоящий момент, самая передовая технология на лабораторном этапе уже может собирать радиочастотную энергию 5G в определенной полосе частот в диапазоне 180 метры, и собрать около 6 мкВт электроэнергии.
Схема пассивного IoT дома и за рубежом
В настоящий момент, исследование пассивного IoT все еще находится на ранней стадии. Слабая и нестабильная энергия из окружающей среды, случайность набора энергии в узлах, и т.п., сделать соединение пассивных узлов IoT относительно хрупким и трудным для поддержания непрерывного соединения. Все это ограничивает применение пассивного IoT..
Тем не менее, Есть еще большое количество предприятий в стране и за рубежом, которые усердно работают. Как упоминалось ранее, В настоящее время RFID является наиболее широко используемым и зрелым пассивным приложением IoT..
