零功耗通信技術使用射頻能量采集、反向散射和低功耗計算等關鍵技術，通過采集空間中的無線電波獲得能量以驅動終端工作，因此零功耗通信有望實現免電池終端，滿足超低功耗、極小尺寸和極低成本的物聯網通信需求。
現有(you)物聯(lian)網(wang)技術如 MTC、NB-IoT 等(deng)技術雖然(ran)實現了物聯(lian)網(wang)終端的低(di)(di)成(cheng)本、低(di)(di)功耗和大連接(jie)，進而滿足了眾多場景下的物聯(lian)網(wang)通信需求，但仍有(you)較多的物聯(lian)網(wang)通信場景需要超(chao)低(di)(di)功耗甚至零功耗、超(chao)低(di)(di)成(cheng)本、極小(xiao)尺寸等(deng)特性(xing)的物聯(lian)網(wang)終端形態才(cai)能(neng)滿足。
零(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)通(tong)(tong)信技(ji)術(shu)使(shi)用(yong)(yong)射(she)頻(pin)能量采(cai)集、反向散射(she)和低(di)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)計算等關鍵技(ji)術(shu)，通(tong)(tong)過(guo)采(cai)集空間中的無(wu)線電波獲得能量以(yi)驅動終(zhong)端工作，因此零(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)通(tong)(tong)信終(zhong)端可不使(shi)用(yong)(yong)常規電池(chi)(chi)。進一步地，零(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)通(tong)(tong)信技(ji)術(shu)還(huan)可采(cai)用(yong)(yong)反向散射(she)和低(di)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)計算技(ji)術(shu)使(shi)得終(zhong)端實現極(ji)其簡(jian)單的射(she)頻(pin)和基帶(dai)電路(lu)結構，從而極(ji)大降低(di)了終(zhong)端的成本、尺寸(cun)(cun)和電路(lu)能量功(gong)(gong)(gong)耗(hao)。因此，零(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)通(tong)(tong)信有(you)望(wang)實現免電池(chi)(chi)終(zhong)端，滿足超低(di)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)、極(ji)小尺寸(cun)(cun)和極(ji)低(di)成本的物聯網(wang)通(tong)(tong)信需求。
相對于現有(you)的 MTC、NB-IoT 以(yi)及 RedCap 等技術，零功耗通(tong)信在終端(duan)的功耗、終端(duan)尺寸(cun)以(yi)及終端(duan)成(cheng)本(ben)等方面優勢盡顯。例如，從(cong)(cong)功耗上有(you)望將終端(duan)功耗從(cong)(cong) NB-IoT 終端(duan)的數十(shi)毫(hao)瓦(wa)(wa)降(jiang)低(di)至(zhi)幾十(shi)微瓦(wa)(wa)甚(shen)至(zhi)數微瓦(wa)(wa)；從(cong)(cong)成(cheng)本(ben)上有(you)望將終端(duan)通(tong)信模組成(cheng)本(ben)從(cong)(cong)上述技術中最便宜的 NB-IoT 終端(duan)的十(shi)幾元(yuan)降(jiang)低(di)至(zhi) 1 元(yuan)甚(shen)至(zhi)更低(di)。
因此(ci)，基于上(shang)述與(yu)其他物(wu)聯網技術(shu)(shu)(shu)明顯的(de)差異化特性(xing)，零功耗通(tong)信(xin)(xin)技術(shu)(shu)(shu)有(you)望成(cheng)為下一代物(wu)聯網技術(shu)(shu)(shu)的(de)重要候選技術(shu)(shu)(shu)，實(shi)現(xian)與(yu)現(xian)有(you)物(wu)聯網通(tong)信(xin)(xin)技術(shu)(shu)(shu)的(de)良(liang)好(hao)互補，從而滿足多層次多維(wei)度(du)的(de)物(wu)聯網通(tong)信(xin)(xin)需(xu)求。
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零功耗通信趨勢明顯自供電“黑科技”解析
零功耗設備主要結合射頻能量采集技術、反向散射技術和低功耗運算技術，以實現設備節點不攜帶供電電池的優勢。終端(duan)通過能(neng)量(liang)采集方(fang)式獲得驅動自身工作(zuo)的能(neng)量(liang)。采用低功耗計(ji)算和反向散射技術實現信號的解調和調制。
零功耗通信基本原理(li)圖
其中，射頻能量采集的核心是將射頻能量轉化為直流，能量可以存儲在儲能單元（如電容）里，也可以采集后直接用于驅動邏輯電路、數字芯片或(huo)傳(chuan)感器件(jian)等(deng)，完(wan)成對反向(xiang)散射(she)信號(hao)的調制(zhi)和發射(she)以及(ji)傳(chuan)感信息的采集與處理等(deng)功能。
射頻能量采集
射(she)頻(pin)(pin)能(neng)量采(cai)(cai)集的(de)(de)基本(ben)原理(li)是(shi)通(tong)過電(dian)(dian)(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)實(shi)現(xian)對空間電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波能(neng)量的(de)(de)采(cai)(cai)集。射(she)頻(pin)(pin)能(neng)量采(cai)(cai)集的(de)(de)本(ben)質就是(shi)將射(she)頻(pin)(pin)能(neng)量轉化(hua)為直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)壓（RF-DC）。應(ying)用于(yu)零功(gong)耗通(tong)信(xin)(xin)中(zhong)，射(she)頻(pin)(pin)采(cai)(cai)集能(neng)量的(de)(de)核(he)心需求是(shi)將采(cai)(cai)集到的(de)(de)能(neng)量有效(xiao)地用于(yu)對負載電(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)驅(qu)動（低功(gong)耗運(yun)算、傳感(gan)器(qi)等），以(yi)實(shi)現(xian)免電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)通(tong)信(xin)(xin)。
輸入功率與(yu)能量轉(zhuan)換效(xiao)率的關系圖
射(she)頻能(neng)量(liang)采(cai)集電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)經歷了很多年(nian)的(de)(de)(de)發(fa)展探索(suo)，提升效(xiao)率一直是電(dian)(dian)(dian)路(lu)設(she)計中最關注的(de)(de)(de)問題。從(cong)射(she)頻能(neng)量(liang)到直流(liu)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)轉換(huan)，不同(tong)電(dian)(dian)(dian)路(lu)設(she)計和(he)工(gong)藝對(dui)(dui)效(xiao)率的(de)(de)(de)影響(xiang)較大。整流(liu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)恰(qia)當(dang)使用(yong)可(ke)以讓射(she)頻能(neng)量(liang)更好地轉化為穩定的(de)(de)(de)直流(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)（RF-DC），而一般輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)較低(di)時還(huan)需要(yao)進一步地直流(liu)轉換(huan)升壓(ya)(ya)(ya)（DC-DC），以產生可(ke)供驅(qu)動數字邏(luo)輯(ji)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)水平。電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)調(diao)節(jie)器(qi)(qi)(qi)和(he)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)監控(kong)器(qi)(qi)(qi)也是常用(yong)到幫助(zhu)升壓(ya)(ya)(ya)和(he)穩壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)器(qi)(qi)(qi)件，常使用(yong)級(ji)聯二極(ji)管(guan) - 電(dian)(dian)(dian)容器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)方式將(jiang)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)升至可(ke)用(yong)水平。基于(yu)二極(ji)管(guan)的(de)(de)(de)整流(liu)電(dian)(dian)(dian)路(lu)（diode-based rectififier circuits）是最基本(ben)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)采(cai)集方法(fa)。采(cai)用(yong)分(fen)離式器(qi)(qi)(qi)件和(he) CMOS 工(gong)藝的(de)(de)(de)設(she)備對(dui)(dui)射(she)頻輸(shu)入功(gong)率的(de)(de)(de)要(yao)求差別很大。CMOS 工(gong)藝的(de)(de)(de)定制電(dian)(dian)(dian)子設(she)備與微控(kong)制器(qi)(qi)(qi)或其他外部數字設(she)備相(xiang)比，往往效(xiao)率更高、工(gong)作電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)更低(di)，所以輸(shu)入信號的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)可(ke)以做到 -20dBm 甚至更好。
典型的能量采集電路包括：半波整流器、單并聯整流天線、單級電壓倍增器、
Cockcroft-Walton/Greinacher 電荷泵(beng)、Dickson 電荷泵(beng)和改進的 Cockcroft-walton/greinacher 電荷泵(beng)。
能量(liang)采集電(dian)路一半波(bo)整流器/能量(liang)采集電(dian)路一單級電(dian)壓倍增器
反向散射
反向散射(she)(she)(she)技術是一種無(wu)需有源發射(she)(she)(she)機而(er)實(shi)現信號傳(chuan)輸與(yu)編碼的(de)無(wu)線技術。類似于雷達原理(li)，電磁波在到達物體(ti)表面(mian)(mian)時有一部(bu)分(fen)會(hui)被反射(she)(she)(she)，被反射(she)(she)(she)信號的(de)強(qiang)弱取決于此(ci)物體(ti)的(de)形狀，材 質(zhi) 與(yu) 距 離，從(cong) 雷 達 的(de) 角 度 講(jiang) 每 個(ge) 物 體(ti) 有 其 雷 達 截 面(mian)(mian)（RCS， Radar Cross-Section)，標(biao)簽（tag）通過(guo)改變其 RCS 實(shi)現對反射(she)(she)(she)信號的(de)調制。反向散射(she)(she)(she)發射(she)(she)(she)機調制接收(shou)到的(de) RF 信號以傳(chuan)輸數(shu)據，而(er)無(wu)須自己生成(cheng) RF 信號。
最近，環境(jing)反(fan)向(xiang)散(san)射通(tong)信（Ambient Backscatter Communication，AmBC）已經成(cheng)為(wei)使能(neng)低功耗通(tong)信的一項(xiang)更(geng)有前途的技術，它可以有效地解決傳統反(fan)向(xiang)散(san)射通(tong)信系統中(zhong)的上(shang)述局限(xian)性使得(de) AmBC 技術在實(shi)際應用(yong)中(zhong)得(de)到更(geng)廣泛采(cai)用(yong)。
環(huan)(huan)境反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)散(san)射通(tong)信(xin)系統一般包括三(san)個部分(fen)：環(huan)(huan)境射頻源(yuan)（ambient radio-frequency (RF) source）、反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)散(san)射設備(bei)（ backscatter device (BD)）和(he)讀寫器(qi)(qi)（reader）。在(zai)環(huan)(huan)境反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)散(san)射通(tong)信(xin)系統中，反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)散(san)射設備(bei)可(ke)以通(tong)過利用(yong)從(cong)環(huan)(huan)境 RF 源(yuan)（例如電視塔、FM 塔、蜂(feng)窩(wo)基站和(he) Wi-Fi 接(jie)入點 (AP)）廣播的無線信(xin)號來相互通(tong)信(xin)。進(jin)一步地，通(tong)過分(fen)離載波發(fa)射器(qi)(qi)和(he)反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)散(san)射接(jie)收器(qi)(qi)，反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)散(san)射設備(bei)的 RF 組件(jian)數量(liang)被(bei)最小化，并且設備(bei)可(ke)以主動(dong)運行，即反(fan)(fan)向(xiang)(xiang)散(san)射發(fa)射器(qi)(qi)可(ke)以在(zai)從(cong) RF 源(yuan)采集(ji)足夠能量(liang)時無需接(jie)收機啟(qi)動(dong)即可(ke)發(fa)送(song)數據。
AmBC系(xi)統示意圖
零功耗(hao)設備（如反(fan)向(xiang)散(san)(san)射標(biao)簽(qian)）接收讀寫器發送的(de)載波信(xin)號，通過 RF 能(neng)量(liang)采集模(mo)塊采集能(neng)量(liang)，用于(yu)低功耗(hao)處理模(mo)塊的(de)供能(neng)。獲取能(neng)量(liang)后，反(fan)向(xiang)散(san)(san)射標(biao)簽(qian)驅動相應電路(lu)對來波信(xin)號進行調制，并進行反(fan)向(xiang)散(san)(san)射。
反向散射通信原理圖
低功耗計算
零功耗通信(xin)技術(shu)的主要特點是通過調(diao)制來波信(xin)號實(shi)現反向散射通信(xin)，同時它還可以通過能(neng)量采集獲得能(neng)量以驅動數字邏輯電路(lu)或芯片(pian)（如 MCU（Microcontroller Unit，微控制單元）或傳感器芯片(pian)），實(shi)現對信(xin)號的編碼(ma)，加密或簡單計(ji)算等(deng)功能(neng)。
射頻能(neng)量的(de)轉化效率往往不足 10%，決定了驅(qu)動數字邏輯電路或芯片用于計(ji)算的(de)功耗要(yao)求不能(neng)太高(gao)。雖然隨著工藝的(de)改進和(he)設(she)計(ji)的(de)優化有(you)所提高(gao)，每微焦耳能(neng)量可使用于計(ji)算的(de)次數增(zeng)多(duo)，但是(shi)仍不能(neng)滿足復雜的(de)計(ji)算。
計算能力向低功耗方向發展
針對不同的應用場景，零功耗通信可采用不同的工作頻段。針對不同的通信需求，可以采用不同的網絡部署形態。零功耗(hao)通信(xin)的(de)部署也應考慮與現有通信(xin)系統的(de)共存(cun)。
在部署零功耗通信系統時，需要考慮采用合適的通信頻段。總體而言，零功耗通信可以使用非授權頻段和授權頻段。使用非授權頻段工作，頻譜資源在滿足規范要求的情況下可以自由靈活使用，因此可以降低運營成本，擴展零功耗通信系統的應用。而使用授權頻段工作，可以充分利用現有運營商的頻譜資源，規范允許的授權頻段上的系統發射功率較高，因此有利于實現蜂窩覆蓋以及相對較遠距離覆蓋。運營商可以合理規劃授權頻段的使用，從而避免其他系統與零功耗系統之間的干擾，因而有利于構建相對可靠的零功耗通信網絡。因此，在設計零功耗通信網絡時，非授權頻段和授權頻段都需要考慮。
與傳(chuan)統通(tong)信一(yi)樣，零(ling)功耗通(tong)信網(wang)絡(luo)(luo)的(de)網(wang)絡(luo)(luo)覆蓋受限于網(wang)絡(luo)(luo)設(she)備發射(she)功率(lv)、工作頻段、設(she)備天(tian)線增益以及(ji)設(she)備接收機靈敏(min)度等多方面的(de)影響。此(ci)外(wai)，特別需要指出的(de)是，零(ling)功耗通(tong)信網(wang)絡(luo)(luo)的(de)覆蓋與無線供能信號的(de)功率(lv)水(shui)平密切相關。
零功耗通信利用終端獲得的外部能源驅動終端進行工作。因此為了(le)支持零(ling)(ling)(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)通信(xin)，網絡設備首先需要為零(ling)(ling)(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)終(zhong)端(duan)(duan)提(ti)供(gong)無(wu)線(xian)供(gong)能(neng)(neng)功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)，進一步地(di)，為了(le)適配零(ling)(ling)(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)終(zhong)端(duan)(duan)極(ji)(ji)簡的(de)(de)硬件結構(gou)和極(ji)(ji)低的(de)(de)處理(li)復雜度，還(huan)需要分析零(ling)(ling)(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)終(zhong)端(duan)(duan)數據(ju)傳輸(shu)的(de)(de)挑戰，包括(kuo)潛在的(de)(de)調制(zhi)方式(shi)、編碼方式(shi)、多址(zhi)方式(shi)和資(zi)源分配與時鐘同步等(deng)方面。對無(wu)線(xian)供(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)依賴以(yi)及終(zhong)端(duan)(duan)極(ji)(ji)簡的(de)(de)軟硬件結構(gou)也(ye)要求支持輕(qing)量化(hua)的(de)(de)協議棧(zhan)和輕(qing)量化(hua)的(de)(de)安全機制(zhi)。最后，零(ling)(ling)(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)通信(xin)業對網絡架構(gou)也(ye)提(ti)出新的(de)(de)需求，需要適配零(ling)(ling)(ling)功(gong)(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)(hao)通信(xin)的(de)(de)簡化(hua)網絡架構(gou)。
5G技(ji)(ji)術(shu)(shu)方興未艾，6G技(ji)(ji)術(shu)(shu)已然來到。目前(qian)多種(zhong)6G候(hou)選(xuan)通(tong)(tong)(tong)信技(ji)(ji)術(shu)(shu)已經得到產業(ye)界(jie)的(de)(de)廣泛關注。零(ling)功(gong)耗通(tong)(tong)(tong)信作為(wei)一種(zhong)新型通(tong)(tong)(tong)信技(ji)(ji)術(shu)(shu)，有望與其他6G候(hou)選(xuan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)深入融合，從而(er)構建綠色節(jie)能、智能高效(xiao)的(de)(de)下(xia)一代移動(dong)通(tong)(tong)(tong)信網(wang)絡。
零功耗通信需求迸發典型場景揭秘
零功耗通信的突出技術優勢是免電池通信。由于使用射頻能量采集、反向散射和低功耗計算等關鍵技術，終端可以做到免電池，支持極低硬件復雜度，因此零功耗通信能夠滿足超低功耗、極小尺寸和極低成本的需求。可以預見，零功耗技術在廣泛的應用領域將具有顯著的應用優勢。例如面向垂直行業的工業傳感器網絡、智能交通、智慧物流、智能倉儲、智慧農業、智慧城市、能源領域等應用以及面向個人消費者的智能穿戴、智能家居以及醫療護(hu)理等方面的應用。
工業傳感網
工(gong)業傳(chuan)感(gan)網（IWSN, Industrial Wireless Sensor Network）的(de)應(ying)(ying)(ying)用范圍(wei)非常廣泛，包括(kuo)建筑自(zi)動(dong)化(hua)、工(gong)業過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)、電力設(she)施自(zi)動(dong)化(hua)、自(zi)動(dong)抄表和(he)庫存(cun)管(guan)理、環境傳(chuan)感(gan)、安全、生產線監控(kong)等。應(ying)(ying)(ying)用場景中往往會部署(shu)大量的(de)傳(chuan)感(gan)器節(jie)(jie)點(dian)，這些節(jie)(jie)點(dian)用于溫度(du)、濕(shi)度(du)、振動(dong)監測(ce)(ce)、生產線監測(ce)(ce)、工(gong)業自(zi)動(dong)化(hua)和(he)數值化(hua)管(guan)理、危險事(shi)件監測(ce)(ce)等方面。緊湊、低成本的(de)傳(chuan)感(gan)器設(she)備是實現(xian) IWSN 大規(gui)模部署(shu)的(de)關鍵，為(wei)了(le)應(ying)(ying)(ying)對技(ji)術挑戰(zhan)并滿足各(ge)種 IWSN應(ying)(ying)(ying)用的(de)需求，需要遵循低成本、小傳(chuan)感(gan)器節(jie)(jie)點(dian)的(de)設(she)計目標。
零(ling)功耗技術在(zai)工業傳感網中的應用示例
鑒于(yu)前述零(ling)(ling)功耗(hao)通(tong)信(xin)終(zhong)端(duan)(duan)所具有(you)的(de)(de)(de)(de)超低功耗(hao)、極小尺寸和極低成本(ben)的(de)(de)(de)(de)優點(dian)，零(ling)(ling)功耗(hao)通(tong)信(xin)在(zai) IWSN 場景(jing)下將具有(you)廣泛的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)潛力。特(te)別需要指出(chu)的(de)(de)(de)(de)是，零(ling)(ling)功耗(hao)終(zhong)端(duan)(duan)免電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)通(tong)信(xin)的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)，也可使得(de)零(ling)(ling)功耗(hao)通(tong)信(xin)拓展到傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)物聯網通(tong)信(xin)技術(shu)無(wu)法涉及的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)場景(jing)。例如，在(zai)某些 IWSN 應(ying)(ying)用(yong)中，工(gong)(gong)業傳(chuan)感(gan)器節(jie)點(dian)可能(neng)部(bu)署在(zai)惡(e)劣的(de)(de)(de)(de)環(huan)境和特(te)殊的(de)(de)(de)(de)位置空(kong)間，甚至(zhi)是在(zai)極端(duan)(duan)危險(xian)環(huan)境中進(jin)行(xing)(xing)部(bu)署（例如高 / 低溫、移動或旋轉部(bu)件(jian)、高振動條件(jian)、高濕(shi)度環(huan)境等）。在(zai)這些應(ying)(ying)用(yong)場景(jing)下，一(yi)方面受限于(yu)工(gong)(gong)作環(huan)境，普通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)終(zhong)端(duan)(duan)可能(neng)無(wu)法正常工(gong)(gong)作（受限于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)理化特(te)性對工(gong)(gong)作環(huan)境的(de)(de)(de)(de)要求）。另(ling)一(yi)方面使用(yong)傳(chuan)統電(dian)(dian)(dian)(dian)源終(zhong)端(duan)(duan)時高昂的(de)(de)(de)(de)網絡維護成本(ben)或工(gong)(gong)作環(huan)境的(de)(de)(de)(de)限制使得(de)網絡維護無(wu)法執行(xing)(xing)，因此(ci)使用(yong)常規電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)終(zhong)端(duan)(duan)無(wu)法滿(man)足這類應(ying)(ying)用(yong)場景(jing)下的(de)(de)(de)(de)使用(yong)需求。
在(zai) IWSN 中(zhong)應用零(ling)功耗通(tong)信技(ji)術(shu)(shu)，借助于能量采集和反向散射等技(ji)術(shu)(shu)，傳(chuan)感(gan)器(qi)節點(dian)(dian)可以(yi)做到免電池、超(chao)低功耗，這將極大(da)程度(du)解決傳(chuan)感(gan)器(qi)節點(dian)(dian)的生命周期問題(ti)，大(da)大(da)延長使用壽命。同時(shi)零(ling)功耗通(tong)信的免電池特性，也將大(da)大(da)降低傳(chuan)感(gan)器(qi)節點(dian)(dian)的維(wei)護成(cheng)本甚(shen)至做到免維(wei)護。
因(yin)此，將零功耗(hao)通信技(ji)術與(yu) IWSN 結(jie)合，能夠極大的(de)拓展工業傳感網絡的(de)應(ying)用場景，增加傳感器節點使(shi)用時間，降低部署、維(wei)護(hu)成本。
物流和倉儲
物流是(shi)商品流通供應(ying)鏈中非常重要(yao)的(de)環節，在(zai)國(guo)民(min)經濟中占(zhan)據重要(yao)地位 , 而倉儲
是現代物(wu)(wu)流的(de)核(he)心環(huan)節。在(zai)(zai)物(wu)(wu)流和倉(cang)儲(chu)(chu)應用(yong)場景(jing)中，大量(liang)的(de)包裝 / 貨(huo)物(wu)(wu)需要頻(pin)繁(fan)的(de)在(zai)(zai)物(wu)(wu)流站(zhan)或倉(cang)庫(ku) ( 數萬平(ping)方米(mi) )進行(xing)轉移、儲(chu)(chu)存、裝卸和盤存。伴隨著倉(cang)庫(ku)訂貨(huo)、貨(huo)物(wu)(wu)入庫(ku)、貨(huo)物(wu)(wu)管理和貨(huo)物(wu)(wu)出庫(ku)的(de)發生，會(hui)產生大量(liang)的(de)倉(cang)儲(chu)(chu)信(xin)息，這些信(xin)息一般(ban)具有(you)數據讀取操作(zuo)頻(pin)繁(fan)、數據量(liang)大等(deng)特點。
智慧(hui)物流(liu)和(he)智慧(hui)倉(cang)儲中的(de)零功耗應用
為了對物(wu)流包(bao)裹 / 貨(huo)物(wu)進(jin)行(xing)數(shu)字化信息管(guan)理(li)，提升物(wu)流和(he)(he)倉儲的(de)管(guan)理(li)效率，通(tong)常需要將通(tong)信終端(duan)標識(shi)貼在包(bao)裹/貨(huo)物(wu)的(de)包(bao)裝表面用(yong)于物(wu)流信息的(de)獲取和(he)(he)物(wu)流全流程管(guan)理(li)。因(yin)此，小巧的(de)終端(duan)尺寸(cun)更加有利(li)于行(xing)業應(ying)用(yong)。同(tong)時(shi)，由于貨(huo)物(wu)的(de)數(shu)目巨大(da)以及考(kao)慮使(shi)用(yong)的(de)經(jing)濟(ji)性和(he)(he)競(jing)爭力，快遞或倉庫供(gong)應(ying)商只能接受極低成本的(de)通(tong)信終端(duan)。
零功(gong)耗設(she)備(bei)本(ben)身(shen)具有(you)成本(ben)極低、體積小(xiao)、免維護、耐用、壽命長等特點。在(zai)物(wu)流(liu)(liu)和(he)倉(cang)(cang)儲中，利用零功(gong)耗設(she)備(bei)來記錄、保存、更新貨物(wu)的信(xin)息(xi)，構建基于零功(gong)耗物(wu)聯網的物(wu)流(liu)(liu)、倉(cang)(cang)儲系統，能夠進一步降低運營成本(ben)，顯著提高物(wu)流(liu)(liu)和(he)倉(cang)(cang)儲管理的效率，有(you)助于智(zhi)慧(hui)物(wu)流(liu)(liu)和(he)智(zhi)慧(hui)倉(cang)(cang)儲的實現。
智能家居
智能(neng)家(jia)居以住(zhu)宅為平臺，通過物(wu)聯網將家(jia)中的各種設(she)備(bei)連接到一起(qi)，構建高效(xiao)的宜居系統，智能(neng)家(jia)居利(li)(li)用(yong)家(jia)電的自動控制、照明控制、溫(wen)度控制、防盜和(he)報警控制等多種功能(neng)和(he)手段，使家(jia)居環境更加安全、便利(li)(li)、舒適。智能(neng)家(jia)居中的傳感器和(he)小(xiao)型設(she)備(bei)可(ke)以基于反(fan)向(xiang)散射技術(shu)來進行通信。
零功耗技(ji)術(shu)在智能家居(ju)中的應用(yong)
零(ling)功(gong)耗(hao)通(tong)信(xin)可以實現免電池，不需要充電，能(neng)(neng)夠極(ji)大(da)(da)增加智(zhi)能(neng)(neng)家(jia)(jia)居中(zhong)(zhong)相應設備的使用時(shi)間，降(jiang)低(di)維護成本。同時(shi)由于(yu)其(qi)超低(di)成本、極(ji)小體積、可清洗、靈活 / 折疊的外形因(yin)素等(deng)特點(dian)，可以在(zai)智(zhi)能(neng)(neng)家(jia)(jia)居中(zhong)(zhong)非常靈活的進行部署，例如(ru)嵌在(zai)墻(qiang)壁、天(tian)花(hua)板和(he)家(jia)(jia)具中(zhong)(zhong)，或者(zhe)貼在(zai)鑰(yao)匙、護照、衣(yi)服(fu)、鞋(xie)子上。基于(yu)上述(shu)優(you)點(dian)，零(ling)功(gong)耗(hao)通(tong)信(xin)能(neng)(neng)夠擴展智(zhi)能(neng)(neng)家(jia)(jia)居場(chang)景的應用，對智(zhi)能(neng)(neng)家(jia)(jia)居領域有著極(ji)大(da)(da)吸(xi)引力。
智能可穿戴
智能(neng)可穿戴場景以消費(fei)者為(wei)中心，通過物聯(lian)網技術將消費(fei)者所穿戴的各種設備進(jin)行無線連接，在(zai)多個領(ling)域中（例(li)如健康監測、活(huo)動識(shi)別、輔助生活(huo)、移動感知、智能(neng)服裝(zhuang)、室內定位等(deng)）均得到了應用。目前主流(liu)的產(chan)(chan)品(pin)形(xing)態有(you)以手腕為(wei)支撐(cheng)的手表類（包括(kuo)手表和腕帶等(deng)產(chan)(chan)品(pin)），以腳(jiao)為(wei)支撐(cheng)的鞋子類（包括(kuo)鞋、襪(wa)子或(huo)者將來的其(qi)他腿上佩戴產(chan)(chan)品(pin)），以頭部為(wei)支撐(cheng)的眼鏡類（包括(kuo)眼鏡、頭盔、頭帶等(deng)）。此外(wai)還有(you)智能(neng)服裝(zhuang)、書包、拐杖、配飾等(deng)各類非主流(liu)產(chan)(chan)品(pin)形(xing)態。
零功耗技術在可穿(chuan)戴領域中的應用
由電池驅(qu)動的(de)(de)(de)智(zhi)能可穿戴設備，續航時間往(wang)(wang)往(wang)(wang)比較短。如果開啟(qi)更多功(gong)能，耗(hao)電量會進一步增加(jia)，使(shi)(shi)用者往(wang)(wang)往(wang)(wang)需要頻繁(fan)的(de)(de)(de)進行充(chong)電才能保證設備的(de)(de)(de)正常使(shi)(shi)用。這將極大程度上影響用戶的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用體(ti)驗。
零(ling)功耗(hao)物(wu)聯網(wang)終(zhong)端(duan)具有極(ji)低(di)成本(ben)、極(ji)小(xiao)體(ti)積(ji)、極(ji)低(di)功耗(hao)（免電(dian)池(chi)(chi)）、柔性可(ke)(ke)折(zhe)疊、可(ke)(ke)水(shui)洗(xi)等優良(liang)的(de)(de)特性，特別適合智能(neng)(neng)可(ke)(ke)穿(chuan)戴場景，易于(yu)為消費者相關行業（如幼(you)兒(er)園，服裝廠等）所(suo)接(jie)受(shou)。一(yi)方(fang)面，零(ling)功耗(hao)設備(bei)通過能(neng)(neng)量(liang)采集的(de)(de)方(fang)式獲取能(neng)(neng)量(liang)，不需(xu)要(yao)(yao)電(dian)池(chi)(chi)，這將從根(gen)本(ben)上解(jie)決智能(neng)(neng)可(ke)(ke)穿(chuan)戴設備(bei)需(xu)要(yao)(yao)頻(pin)繁充電(dian)的(de)(de)問題；另一(yi)方(fang)面，零(ling)功耗(hao)設備(bei)成本(ben)低(di)，體(ti)積(ji)小(xiao)，并(bing)且(qie)材質柔軟，可(ke)(ke)水(shui)洗(xi)可(ke)(ke)折(zhe)疊，極(ji)大的(de)(de)提升了佩戴的(de)(de)舒(shu)適度和用戶體(ti)驗。
醫療健康
醫(yi)(yi)療(liao)健(jian)康(kang)領域涉及(ji)病患信(xin)(xin)息(xi)(xi)管(guan)理(li)(li)、健(jian)康(kang)數據(ju)監測(ce)和(he)管(guan)理(li)(li)、醫(yi)(yi)療(liao)急救管(guan)理(li)(li)、藥品(pin)存儲、血液信(xin)(xin)息(xi)(xi)管(guan)理(li)(li)、藥品(pin)制劑防誤(wu)、醫(yi)(yi)療(liao)器械與藥品(pin)追溯、信(xin)(xin)息(xi)(xi)共(gong)享互聯等方方面面。在(zai)就醫(yi)(yi)過程(cheng)中，需要確(que)(que)保病人使用(yong)正(zheng)確(que)(que)的藥物、正(zheng)確(que)(que)的劑量(liang)、在(zai)正(zheng)確(que)(que)的時間使用(yong)正(zheng)確(que)(que)的用(yong)藥方法，同(tong)時臨床醫(yi)(yi)療(liao)過程(cheng)中需要全程(cheng)高質量(liang)的監控及(ji)管(guan)理(li)(li)。
零功耗技術在醫療(liao)健康領(ling)域中的應用
零功(gong)耗(hao)物(wu)聯網(wang)終(zhong)端(duan)具有極(ji)低成本、極(ji)小(xiao)體(ti)積、極(ji)低功(gong)耗(hao)（免電池）、柔性(xing)(xing)可折疊、可水洗(xi)等優良(liang)的(de)特性(xing)(xing)，能(neng)夠(gou)幫助醫(yi)院實現對人的(de)智能(neng)化(hua)醫(yi)療(liao)(liao)(liao)和(he)對物(wu)的(de)智能(neng)化(hua)管理工(gong)作，支持(chi)醫(yi)院內(nei)部醫(yi)療(liao)(liao)(liao)信(xin)(xin)息(xi)、設備信(xin)(xin)息(xi)、藥品信(xin)(xin)息(xi)、人員信(xin)(xin)息(xi)、管理信(xin)(xin)息(xi)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)采集(ji)、處理、存儲、傳輸、共享等。此外(wai)，零功(gong)耗(hao)技術(shu)的(de)優良(liang)特性(xing)(xing)使得體(ti)內(nei)通信(xin)(xin)、植(zhi)入治療(liao)(liao)(liao)等成為可能(neng)，業(ye)界在基于反向散射的(de)體(ti)內(nei)通信(xin)(xin)上也有相關研究。
智庫總結：在物聯網的推進過程中，“無源化”一定會是一個重要的演進方向，無論是基于藍牙、WiFi、Lora，還是基于蜂窩的NB-IoT，甚至5G/6G，都與之產生了交集。但目前相關技術還并不成熟，接下來可能會經過百家爭鳴階段，隨著商用落地，部分技術會形成事實標準，在此之后推動無源物聯網規模(mo)快(kuai)速(su)擴展(zhan)。從(cong)目前(qian)看，無源物聯網發(fa)展(zhan)還是非常分(fen)散(san)，正如LPWAN發(fa)展(zhan)歷程一樣，這(zhe)一過程也需要很(hen)長時間，建立產業生態(tai)更為關鍵(jian)。
