物聯網作為構建萬物智聯未來社會的底層技術之一,通過對物理世界的感知、連接和智能管理,促進運轉效率提升、生產成本降低和資源能耗節約。未來千億級萬物智聯必將建立在低碳供能和設備低功耗運轉等基礎上。
無源物聯網主要以收集環境中的微能量,并結合設備功耗降低,來維持設備的正常運轉,是物聯網中以節能減碳和低功耗為主要發展方向的技術。無源物聯網將致力于成為千億級(ji)萬(wan)物智聯的主要技(ji)術方案(an),其(qi)技(ji)術及應用發(fa)展的進程,或(huo)將決定萬(wan)物智聯目標的實現程度和速度。
“源”,即電(dian)(dian)源、能量源。“無(wu)源”,即不(bu)(bu)(bu)接外部電(dian)(dian)源、不(bu)(bu)(bu)帶電(dian)(dian)池。因此,“無(wu)源物聯網(wang)”是(shi)指接入網(wang)絡的(de)(de)終端(duan)節(jie)點(dian)設備,在(zai)不(bu)(bu)(bu)帶電(dian)(dian)源線和無(wu)內置電(dian)(dian)池的(de)(de)情況下(xia),實現數據的(de)(de)采集、傳輸和分布(bu)式計算等(deng)功能。不(bu)(bu)(bu)帶電(dian)(dian)源線、無(wu)內置電(dian)(dian)池,并非終端(duan)節(jie)點(dian)設備無(wu)需能量,而是(shi)換了一種獲(huo)取能量的(de)(de)方式,變為(wei)主要從環境中獲(huo)取微能量支持(chi)自身正常運轉(zhuan)。同時,“無(wu)源化”的(de)(de)對象并非網(wang)絡,而是(shi)終端(duan)節(jie)點(dian)設備,亦(yi)即,網(wang)絡側的(de)(de)功能方式未(wei)發生(sheng)根(gen)本性變化。
無源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)網是終端設備連接向自(zi)供能、低(di)功耗(hao)方向發展的(de)一項(xiang)重(zhong)要(yao)技(ji)術方案(an),隨(sui)著無源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)網技(ji)術的(de)突破和應用規模的(de)擴(kuo)大,無源(yuan)(yuan)物(wu)聯(lian)網甚至有望推動新一輪能源(yuan)(yuan)革命。
無源物聯網通過技術(shu)創(chuang)新(xin),減少對人工能(neng)(neng)源的依賴,轉為從自然(ran)中獲(huo)取(qu)能(neng)(neng)量,開創(chuang)出一種(zhong)在自供能(neng)(neng)、低功(gong)耗工作(zuo)基礎上(shang)的能(neng)(neng)源自給自足的物聯網新(xin)運轉模(mo)式。
微(wei)能量在環境中普(pu)遍(bian)存(cun)在,但未被(bei)有效(xiao)采集和利用。無源物聯網終端節點設(she)備通過采集環境中普(pu)遍(bian)存(cun)在的(de)(de)微(wei)能量支持自身(shen)運轉,相對有源物聯網具(ju)有更高的(de)(de)經(jing)濟效(xiao)益優勢,以(yi)及低(di)碳綠色的(de)(de)社會效(xiao)益優勢。
實現“無源(yuan)”目標,需(xu)要(yao)克(ke)服許多技術難(nan)點,其(qi)核心為(wei)“通過任何(he)來(lai)源(yuan)所獲得(de)的(de)能(neng)量(liang)必(bi)須(xu)超(chao)過設備(bei)運(yun)行本身所需(xu)的(de)功耗”。因此,如(ru)何(he)盡(jin)(jin)量(liang)降(jiang)低設備(bei)能(neng)耗,利用節點當前(qian)的(de)能(neng)量(liang)來(lai)完(wan)成盡(jin)(jin)可能(neng)多的(de)數據感知、傳輸、計算(suan)任務,是(shi)無源(yuan)物聯網解決方案的(de)主要(yao)努力方向之(zhi)一。
無源(yuan)物聯(lian)網能(neng)從制造(zao)和消費(fei)兩個層(ceng)面有效控(kong)制高能(neng)耗和高污染。一方(fang)面,無需(xu)電源(yuan)供電,可以節(jie)約大量電池和電能(neng),降(jiang)低電池成本投入(ru)和能(neng)耗;另一方(fang)面,將有效避免因大量電池廢棄造(zao)成的環境污染。
廣泛適用
無(wu)源(yuan)物聯網的(de)終端(duan)節點設備無(wu)需攜帶(dai)電池或連接電源(yuan),從環境采集能量的(de)特性(xing)可(ke)以滿足大(da)量小體積和極(ji)端(duan)作業場景(jing)的(de)要(yao)求,從而(er)有著更(geng)廣(guang)泛的(de)適用(yong)空間。例如(ru),RFID技術作為目前(qian)應(ying)用(yong)最廣(guang)的(de)無(wu)源(yuan)物聯網技術,其產品出貨(huo)量已(yi)達到(dao)每年數百億的(de)級別,在零售、醫(yi)療、物流、制(zhi)造等(deng)行業廣(guang)泛使用(yong)。