正值(zhi)CES 2022舉辦之際，三星在此之前接二連三地(di)發布(bu)的(de)包括(kuo)手機(ji)、電視、顯示器等在內的(de)一系列新(xin)品現場亮相(xiang)，這(zhe)讓原本稍顯冷清的(de) CES 2022 熱鬧了些許(xu)。
在(zai)琳瑯滿目的(de)新(xin)產品(pin)中(zhong)，有關其中(zhong)一(yi)個新(xin)產品(pin)的(de)描述是這樣的(de)：
在三星為(wei)其2021 年的(de)電(dian)視推(tui)出(chu)(chu)太(tai)陽(yang)能供(gong)電(dian)的(de)環保遙(yao)控器(qi)之后，三星又(you)推(tui)出(chu)(chu)了一(yi)個新版(ban)遙(yao)控器(qi)，名為(wei) Eco Remote，該遙(yao)控器(qi)采用了一(yi)個非常特別的(de)技(ji)術。
除了(le)與之前的環保遙控(kong)器(qi)一樣，可以(yi)用太陽能充(chong)電以(yi)外，三星(xing)還在(zai)這個遙控(kong)器(qi)中增(zeng)加了(le)射頻采集功能，讓遙控器通過“收(shou)集路由器的(de)無線電波并將其轉換為(wei)能量”來充電。除(chu)了(le)新的射頻采集功能(neng)外，Eco Remote 可以通過室外和室內光線或通過 USB-C 充電。
從上面的內容中，我們可以捕捉到了一個重點：遙控器可通過收集路由器的無線電波并將其轉換為能量來充電。
經了(le)解，這(zhe)個為環(huan)(huan)保而生的(de)(de)遙(yao)控(kong)器(qi)是(shi)三(san)星(xing)在環(huan)(huan)保路上邁出(chu)(chu)的(de)(de)又一(yi)(yi)大步。早在去(qu)年，三(san)星(xing)就(jiu)推出(chu)(chu)一(yi)(yi)款環(huan)(huan)保型遙(yao)控(kong)器(qi)，舊(jiu)版(ban)本(ben)用(yong)太陽能(neng)發電(dian)取代(dai)了(le)傳統的(de)(de)干電(dian)池能(neng)源。這(zhe)次所謂的(de)(de)非常特(te)別(bie)的(de)(de)技術事實上也(ye)并(bing)沒有那么神秘，換句話說(shuo)，就(jiu)是(shi)新版(ban)本(ben)除了(le)利用(yong)太陽能(neng)以外，還能(neng)將WiFi 的(de)(de)射(she)頻信(xin)號轉化成能(neng)量(liang)，實現WiFi充電(dian)。
而這，這可不就是我們平常所說的無源物聯網嗎？
無源物聯網，從三星遙控器到家電應用暢想
射(she)頻(pin)能量采集聽起(qi)來有點像低調的(de)(de)魔術(shu)，但(dan)它實際上(shang)是一(yi)項相當成熟的(de)(de)技術(shu)。它依(yi)賴于將電磁(ci)能（如(ru)WiFi路(lu)由(you)器或其他設備產生的(de)(de)電磁(ci)能）轉(zhuan)化為(wei)直(zhi)流電能，一(yi)些(xie)小型電子(zi)產品就可以使用。
因為(wei)WiFi 發電(dian)產生(sheng)的能(neng)(neng)量(liang)非常小(xiao)，確實也僅(jin)適用(yong)于(yu)諸如遙(yao)控器、可穿戴等這(zhe)類的低功耗終端設備，暫時無法在(zai)各(ge)類電(dian)器中大范圍鋪開。在(zai)報道中，三星雖然沒有說2022年的這(zhe)款(kuan)遙(yao)控器在(zai)單獨使用(yong)射頻能(neng)(neng)源的情況下可以(yi)持(chi)續的時長(chang)，但太陽能(neng)(neng)和射頻采集的結(jie)合應該意(yi)味著這(zhe)款(kuan)遙(yao)控器出現沒電(dian)的情況基本不(bu)會發生(sheng)。
在(zai)我們日常適(shi)應(ying)的其他家電中(zhong)，由于本身就需要用到電能(neng)，因此互聯需要的耗能(neng)在(zai)家電這里根本就不(bu)是(shi)問題。但是(shi)，未(wei)來或許會產生較(jiao)大的改變。
首先，越來越多的家(jia)電走向無(wu)線化，家(jia)里的吸塵器、洗(xi)地機(ji)都不再(zai)拖(tuo)著長(chang)長(chang)的電源線，咖啡機(ji)、電熱水杯(bei)、果汁(zhi)杯(bei)這些家(jia)電也(ye)都有變(bian)成便攜產品(pin)的需求。
其次，未來會有(you)越來越多的(de)原本不接入(ru)市(shi)電的(de)設備接入(ru)物(wu)(wu)聯網，那么這些離線物(wu)(wu)品(pin)如何供(gong)電？
那么，未來(lai)無源物聯網技術得到更(geng)長足的發展之后，在小型家電應用這塊市場或許(xu)會有一定的發展空間。
無源物聯網改寫環保新篇章(zhang)
當(dang)我們談到設備無線化(hua)、原本離線物品在(zai)(zai)線化(hua)后(hou)供電(dian)這兩個問題時，或(huo)許最(zui)容易想(xiang)到的解決方(fang)案是電(dian)池(chi)(chi)供電(dian)，干電(dian)池(chi)(chi)、紐(niu)扣電(dian)池(chi)(chi)用(yong)在(zai)(zai)耗能(neng)(neng)少的地(di)方(fang)，可充電(dian)電(dian)池(chi)(chi)包(bao)用(yong)在(zai)(zai)耗能(neng)(neng)多的地(di)方(fang)。因此電(dian)池(chi)(chi)的需求(qiu)一下子空前地(di)高漲(zhang)起(qi)來。
根據中國輕工業(ye)信息(xi)中心整理的(de)數據了(le)解到：
2021年(nian)1-8月，全國電(dian)池制造業主要產品(pin)中，鋰(li)離子電(dian)池產量146.0億只(zhi)，同比(bi)增長(chang)38.7%;鉛(qian)蓄電池(chi)產量15518.7萬千伏(fu)安時(shi)，同比(bi)增長(chang)18.7%；原(yuan)電池(chi)及原(yuan)電池(chi)組(zu)（非扣式）產量275.7億只，同比(bi)增長(chang)7.2%。
2021年8月，全國(guo)鋰離子電池完成(cheng)產量19.0億(yi)只，同比(bi)增長(chang)5.4%；鉛蓄(xu)電池產量2134.4萬(wan)千伏(fu)安時(shi)，同比(bi)增長(chang)8.8%；原電池及原電池組(zu)（非扣式）產量36.9億只(zhi)，同(tong)比(bi)下降2.0%。
然(ran)而(er)，電池(chi)在解決問題的同(tong)時，隨之而(er)來的是環保方面的巨大挑戰。而(er)我們知(zhi)道，無源(yuan)物(wu)聯網的最大優(you)勢，就(jiu)是完全不(bu)需要電池(chi)。
1、減少電池(chi)更(geng)換的(de)人力(li)成本和(he)電池(chi)組(zu)件成本。我們(men)常說，NB-IoT技術能讓一(yi)些終端的電(dian)池使用周(zhou)期(qi)長達10年，而無源物聯網終身不需要。
2、不用電池(chi)，有利于環保(bao)。單個電(dian)池雖然很(hen)小(xiao)，但千億級的(de)數(shu)量規模，環保影響不容(rong)小(xiao)覷。
3、沒有電池，終(zhong)端(duan)的(de)體積(ji)可以進一步縮小。例如(ru)RFID標簽，做成(cheng)一個(ge)小貼(tie)片將大大有利于終(zhong)端設計。
WiFi以(yi)外，無源(yuan)物聯網(wang)還可(ke)以(yi)基于哪些(xie)通信？
幾(ji)年來，無(wu)(wu)源物聯(lian)網一直默默發展，而(er)最近又一次得到業界(jie)的(de)關(guan)(guan)注，這與各(ge)類(lei)通信技(ji)術(shu)的(de)快(kuai)速發展不無(wu)(wu)關(guan)(guan)系。如今，除(chu)了(le)前(qian)文所提(ti)的(de)WiFi以(yi)外，無(wu)(wu)源物聯(lian)網已擴展到基于藍牙(ya)、LoRa、NB-IoT、5G通信技(ji)術(shu)的(de)無(wu)(wu)源互聯(lian)。
日常(chang)生活中，我們(men)被各種無(wu)線電信(xin)(xin)號包圍著，通(tong)過這些信(xin)(xin)號所能(neng)(neng)收集的能(neng)(neng)量(liang)雖(sui)然(ran)非常(chang)微量(liang)，但(dan)對于大量(liang)無(wu)源物(wu)聯網節點(dian)的工作來說已經足夠，而且可(ke)借助信(xin)(xin)號實現數據的回傳。
基(ji)于RFID的無源物聯網
目前， RFID技(ji)術(shu)是(shi)我們最為熟悉、應用(yong)最廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)源(yuan)物聯網(wang)技(ji)術(shu)。目前，這種(zhong)方(fang)案的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)源(yuan)物聯網(wang)產品(pin)出(chu)貨量已達到每年數百(bai)億的(de)(de)(de)(de)(de)級別(bie)。NFC作為高(gao)頻RFID的(de)(de)(de)(de)(de)一種(zhong)，通過(guo)NFC充(chong)電(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式可以減少(shao)單獨的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)線(xian)充(chong)電(dian)組件的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求，降低天(tian)線(xian)在設(she)(she)備內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)占用(yong)面積，對(dui)于可穿戴設(she)(she)備來說是(shi)個不錯的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)線(xian)充(chong)電(dian)解決(jue)方(fang)案。
基于藍牙的無源物聯網
無(wu)源藍(lan)(lan)牙(ya)低功(gong)耗傳(chuan)感器(qi)標簽(qian)(qian)無(wu)需供電(dian)，也可完成感知(zhi)、存儲和通(tong)信(xin)，該(gai)標簽(qian)(qian)通(tong)過(guo)收集(ji)周圍(wei)的(de)無(wu)線射頻能量(liang)來為其供電(dian)，并(bing)借助(zhu)這些能量(liang)發送(song)標簽(qian)(qian)唯一標識碼的(de)數據以及傳(chuan)感器(qi)讀數。一家名為Wiliot的(de)初(chu)創公司(si)，其產品(pin)正是一款無(wu)源藍(lan)(lan)牙(ya)低功(gong)耗傳(chuan)感器(qi)標簽(qian)(qian)，因為不需要外(wai)加電(dian)池(chi)，因此該(gai)產品(pin)的(de)尺寸僅是郵票(piao)大(da)小，能便捷地(di)粘貼在(zai)各種(zhong)物(wu)品(pin)之(zhi)上。
基于LoRa的無源(yuan)物聯(lian)網
2017年(nian)，美國華(hua)盛頓大學電子工程學院的(de)研(yan)究人員采用線性(xing)擴(kuo)頻技(ji)術，提升(sheng)無(wu)源(yuan)(yuan)標簽回傳能力，并與商用的(de)LoRa設備(bei)兼容，形(xing)成(cheng)基于(yu)LoRa的(de)反(fan)射(she)調(diao)制系統。在測(ce)試中，研(yan)究人員成(cheng)功地從射(she)頻源(yuan)(yuan)和接收器之(zhi)間相(xiang)隔475米的(de)任何位(wei)置可以實現(xian)無(wu)源(yuan)(yuan)節(jie)(jie)點反(fan)射(she)調(diao)制，成(cheng)功回傳傳感器信(xin)息；將(jiang)無(wu)源(yuan)(yuan)節(jie)(jie)點與射(she)頻源(yuan)(yuan)位(wei)于(yu)同一位(wei)置時，接收器最(zui)遠可達2.8公里(li)。
基于5G的無(wu)源物聯網
通(tong)(tong)過5G蜂窩網絡支(zhi)持無源物聯，一(yi)個難(nan)點是無源終端節點如何(he)獲(huo)取(qu)能量，另一(yi)個難(nan)點在于如何(he)實現長距離(li)回傳，尤其是后者的(de)(de)(de)難(nan)度更(geng)大(da)。因為無源終端通(tong)(tong)過各種方(fang)式獲(huo)得的(de)(de)(de)能量是非常(chang)微(wei)弱(ruo)的(de)(de)(de)，回傳路徑過長，信(xin)號會快(kuai)速衰減。目前在實驗室階段(duan)最(zui)先進的(de)(de)(de)技術，已經可以做到在180米的(de)(de)(de)范(fan)圍內，收集特定頻(pin)段(duan)的(de)(de)(de)5G射頻(pin)能量，采集到約6μW的(de)(de)(de)電力。
寫在(zai)最后
隨著全球思維從制造更多能源轉變為使用更少能源并利用周圍環境的能源，希望將無源的觀點帶入到更多的物聯網應用中(zhong)，相信未來(lai)還(huan)將會(hui)有更(geng)多的(de)(de)通信技(ji)術加入到無源(yuan)物聯網的(de)(de)應用中(zhong)。例如(ru)，此(ci)前了解到的(de)(de)Next G聯盟也正致力于無源(yuan)的(de)(de)特點加入到6G規劃路線中(zhong)，或許我們也可以期待下無電池6G的(de)(de)到來(lai)。
可以(yi)預見，未(wei)來，無源物聯網將會入侵我們日常生活中。
