繼Cat.1之后，2021年的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，又“喜提”了一個新的“風口”,。
這個“風口”的名字，叫做“無源物聯(lián)網(wǎng)”,。
無源物聯(lián)網(wǎng),，到底是個啥東東？它和現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術之間,，有什么區(qū)別,？它是真的有黑科技？還是資本又在炒作,？
通過本文,，小棗君將帶領大家一探究竟。
█ 什么是無源物聯(lián)網(wǎng)
無源物聯(lián)網(wǎng),，顧名思義,，就是沒有“源”的物聯(lián)網(wǎng)。
“源”,，就是電源,、能量源,。
搞過承載網(wǎng)的童鞋，對“無源”肯定非常熟悉,。我們常說的無源光網(wǎng)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(lián)網(wǎng),，不是網(wǎng)絡無源,，而是終端節(jié)點無源。
也就是說,，網(wǎng)絡沒啥變化,，而連入網(wǎng)絡的終端節(jié)點設備，不帶電源線,，也沒有內(nèi)置電池,。
那么，問題來了,。終端節(jié)點設備,，有傳感器需要產(chǎn)生數(shù)據(jù)，有芯片需要計算,，有模組需要收發(fā)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(jié)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,。
太陽能路燈
通過光伏面板,，將太陽能轉(zhuǎn)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(fā)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(fā)電,。你按的時候，通過機械力產(chǎn)生材料形變,，動能變成電能,，驅(qū)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(lián)網(wǎng)”的討論重點,。
現(xiàn)在大家熱議的“無源物聯(lián)網(wǎng)”，主要是指基于無線電磁能量捕捉技術的物聯(lián)網(wǎng),。
也就是說,，是指物聯(lián)網(wǎng)終端通過采集網(wǎng)絡側(cè)發(fā)射過來的無線電波，捕捉和收集能量的物聯(lián)網(wǎng)技術,。
大家想到了啥,？
我覺得，很多人一定想到了RFID,，也就是Radio Frequency Identification（射頻識別）,。
RFID
我們俗稱的電子標簽，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(fā)出的射頻信號,，產(chǎn)生感應電流,，獲得能量。通過這點能量,，標簽發(fā)送信息,，實現(xiàn)與閱讀器的通信。
除了RFID之外,，我還想到了一個技術,。那就是小米去年推出的隔空無線充電技術。
當時特別火,，數(shù)米半徑內(nèi),，單設備5W隔空充電,。
其實，RFID,，就是一種無源物聯(lián)網(wǎng),。
現(xiàn)在，在RFID的基礎上,，無源物聯(lián)網(wǎng)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(lián)。
█ 無源物聯(lián)網(wǎng)的技術挑戰(zhàn)
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(qū)域內(nèi)完成的，距離很短,。
線圈
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,。
微帶陣列天線
在以前，這都是不可想象的事情?，F(xiàn)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(zhuǎn)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(lián)網(wǎng),，還有幾個典型的特性：
能量震蕩性
無源物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的能量不再是單一的由高至低的靜態(tài)變化趨勢,，由于能量來自于環(huán)境，其呈現(xiàn)出的將是時高時低的動態(tài)狀態(tài),。
節(jié)點失衡性
無源物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點中能源獲取存在隨機性和不穩(wěn)定性,，整個網(wǎng)絡中能量分布可能并不均衡，也會導致每個節(jié)點的差異,。
能源受限性
無源物聯(lián)網(wǎng)獲取能量的方式不同,，且所采集的環(huán)境能量非常微弱，一般在納瓦（nW）到微瓦（μW）級,，且受到節(jié)點蓄電能力的影響,。
連接脆弱性
無源物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡連通性直接受各節(jié)點能量的影響。當某些節(jié)點的能量低于一定程度時,，這些節(jié)點則成為孤立節(jié)點,，導致網(wǎng)絡不連通。由于能量的震蕩性,，網(wǎng)絡的連通性是脆弱的,，時斷時續(xù)，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(lián)網(wǎng)的應用。
█ 無源物聯(lián)網(wǎng)的研究進展
人們基于RFID的成功,，產(chǎn)生了對無源物聯(lián)網(wǎng)的美好憧憬,。
但是，我們?nèi)孕枳⒁獾?，目前我們在媒體上可以看到的無源物聯(lián)網(wǎng)應用,，還是處于初級階段。
今年新冒出來的幾個無源物聯(lián)網(wǎng)明星企業(yè)及其研究成果,，基本上以NFC和藍牙為主,。
關于Wi-Fi的，目前看到一篇關于“美國華盛頓大學電子工程學院”的報道,。
他們的研究人員提出,，通過對射頻信號的反射調(diào)制技術，可以實現(xiàn)無源設備供電和傳輸數(shù)據(jù),。他們正在研發(fā)除了Passive WiFi的無源技術,，并進一步將該技術用于LoRa中,，實現(xiàn)數(shù)百米長距離無源節(jié)點傳輸。
至于4G/5G的無源物聯(lián)網(wǎng),，好像是沒有看到任何應用,。
上個月，華為常務董事,、ICT產(chǎn)品與解決方案總裁汪濤在5G-Advanced創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)峰會上,，提出了面向5.5G的無源物聯(lián)網(wǎng)設想，希望5G網(wǎng)絡能夠?qū)崿F(xiàn)無源物聯(lián)網(wǎng),。
但是,，3GPP是否會在R18中加入無源物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容，目前好像還沒有明確的消息,。
█ 無源物聯(lián)網(wǎng)的意義
無源物聯(lián)網(wǎng)為什么會火,？
說白了，還是因為它背后的龐大市場價值,。
小棗君之前就和大家說過,，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的應用場景，分為高速,、中速,、低速。
“631”結構
低速物聯(lián)網(wǎng)的主流技術,，是NB-IoT,、LoRa等。
在原定的發(fā)展規(guī)劃,，NB-IoT已經(jīng)算是最“l(fā)ow”的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術了,。它的速度最低，功耗最低,、成本最低,，電池待機時間號稱10年。
結果,，人們發(fā)現(xiàn),，想要實現(xiàn)千億級別的物聯(lián)網(wǎng)連接，NB-IoT仍然不夠,。
NB-IoT對能量（電池）的依賴,，增加了自身成本，限制了更廣泛的普及,。
例如,，我們可以給中國所有的電表、水表安裝NB-IoT模組，但是,，我們可以給所有的衣服,、所有的商品、所有的快遞包裹安裝NB-IoT模組嗎,？不可以,。
所以說，人們就提出了“無源物聯(lián)網(wǎng)”,，把物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng),，撒得更大,。
又加了一級
無源物聯(lián)網(wǎng)的最大優(yōu)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(lián)網(wǎng)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(huán)保。單個電池雖然很小,，但千億級的數(shù)量規(guī)模,，環(huán)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(lián)網(wǎng)是一個非常不錯的發(fā)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,。
以上就是今天文章的全部內(nèi)容，感謝大家的耐心觀看！
