Si dice che questa sia un'era dell'IoT(Internet di tutto), E molti prodotti sono connessi a Internet of Things, Ma tutto il mondo può essere davvero connesso a Internet?
Questo è ovviamente impossibile! Molti pacchi esprimono, capi di abbigliamento, eccetera. avere requisiti per la gestione online, Ma attualmente non hanno le qualifiche per accedere all'Internet of Things.
perché?
Sappiamo che ogni oggetto online deve avere il supporto dell'elettricità per supportarli per completare il processo di raccolta dei dati, trasmissione e calcolo.
Al giorno d'oggi, Con lo sviluppo della tecnologia passiva dell'Internet of Things, È possibile che tali cose si uniscano al mondo online.
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Qual è l'Internet delle cose passivo?
The so-called passive Internet of Things refers to the Internet of Things without a “fonte”. Questo “fonte” refers to power and energy sources.
Il “passive Internet of Things” that has received much attention now is essentially passive terminal nodes. Non hanno cavi di alimentazione e batterie integrate, Ma ottieni energia dall'ambiente. Per esempio, L'Internet of Things basato sulla tecnologia wireless elettromagnetica di acquisizione. I terminali IoT passivi acquisiscono e raccolgono energia raccogliendo onde radio emesse dal lato della rete per completare la raccolta dei dati, trasmissione e calcolo distribuito.
Infatti, L'Internet delle cose passivo è stata proposta alcuni anni fa. A giudicare dai dati disponibili, Può essere ricondotto a 2014 Già 2014. The National Natural Science Foundation of China officially launched the key project “Basic Theory and Key Technologies of Passive Sensing Networks” with a funding amount of 3.5 Milioni di yuan. Un percorso più realistico.
però, Nei primi anni, Molte persone pensavano che l'Internet delle cose passivo fosse senza senso. Allora perché pensi che ora sia fattibile?
Perché con il progresso della tecnologia dei semiconduttori, Il consumo energetico dei chip terminali è stato ridotto a MW o addirittura inferiore, Abbinato al continuo aggiornamento della tecnologia di conversione energetica, La cattura e l'uso della tecnologia di comunicazione a lunga distanza è diventata una realtà.
Perché abbiamo bisogno di IoT passivo?
Nella vita reale, Siamo abituati all'esistenza dell'elettricità, e non riesco a sentire la forte differenza tra prodotti attivi e passivi. però, Per ogni oggetto nel mondo dell'IoT, Il potere è indispensabile. È al terminale IoT proprio come l'aria e l'acqua sono per gli esseri umani.
Gli umani possono avere aria senza troppi sforzi, Ma i terminali IoT potrebbero non avere potenza.
Da una parte, A causa dei vincoli di costo o del volume del prodotto, L'oggetto stesso non ha le condizioni per l'alimentazione della batteria.
D'altro canto, Gli oggetti con requisiti online sono limitati da fattori come la loro ampia distribuzione e la necessità di muoversi in modo flessibile, Il che rende difficile sostituire le batterie in molti terminali dell'applicazione o non può essere direttamente alimentato dalle batterie.
Dal punto di vista della tendenza allo sviluppo della connessione Internet of Things, especially when facing the demand for the “online” of a large number of objects, it must be realized in a “passivo” form. Perciò, La tecnologia passiva dell'Internet of Things sarà una grande forza trainante.
Per quanto riguarda l'Internet delle cose passivo, Le sue fonti energetiche possono essere leggere, 4sol, 5Segnali G., eccetera., e anche la deformazione degli oggetti può generare microenergia da utilizzare. Perciò, La realizzazione dell'Internet delle cose passivo può essere divisa nei seguenti tre modi:
Il primo è raccogliere energia solare;
Il secondo tipo è la generazione di energia di tipo stampa;
Il terzo tipo è la conversione dell'energia delle onde radio, che raccoglie RFID, NFC, Bluetooth, 4sol, 5sol, WiFi e altre energia delle onde radio nell'ambiente circostante e la converte in energia elettrica. Questo è anche il metodo più preoccupato dell'IoT passivo, Perché un dispositivo IoT normalmente funzionante deve funzionare normalmente, Oltre a ottenere energia di lavoro, Deve inoltre trasmettere i dati tramite segnali radio. In questo modo, I terminali IoT passivi non possono solo ottenere energia, ma anche i segnali di trasmissione, e allo stesso tempo, Il costo e le dimensioni possono essere molto bassi.
Quali applicazioni IoT passive abbiamo visto?
Negli ultimi anni, L'IoT passivo si è sviluppato in silenzio, E recentemente ha attirato ancora una volta l'attenzione del settore. It is known as another new “outlet” in the IoT industry in 2021 Dopo Cat.1.
Ciò non non è correlato al rapido sviluppo di varie tecnologie di comunicazione. Al giorno d'oggi, L'Internet of Things passivo è ulteriormente esteso, Espansione dell'interconnessione passiva in base al Bluetooth, Wi-Fi, Lora, Nb -ot, e tecnologie di comunicazione 5G. Il modello nella figura seguente sul futuro futuro, I requisiti di connessione IoT a media e bassa velocità sono un modello molto tipico nel settore.
Sappiamo che l'emergere di LPWAN ha aperto ufficialmente l'era dello sviluppo su larga scala di Internet of Things a batteria, e ha risolto la domanda di mercato per l'Internet of Things a bassa potenza con decine di miliardi di connessioni, E i punti deboli di centinaia di miliardi di passivi Internet of Things sono diventati il prossimo problema risolto. Anche l'attenzione sull'Internet delle cose passive è iniziata. Di conseguenza, Il modello nella figura sopra è cambiato.
Nella nostra vita quotidiana, Siamo circondati da vari segnali radiofonici. Sebbene l'energia che può essere raccolta attraverso questi segnali sia molto piccola, È sufficiente per il lavoro di un gran numero di nodi IoT passivi, e il segnale può essere utilizzato per realizzare il ritorno dei dati.
It can be said that passive IoT technology is expanding the base of the “Pyramid” of IoT connections. Così, Quali sono le applicazioni nella base di questa piramide di connessione IoT?
IoT passivo basato su RFID
In questo momento, La tecnologia RFID è la tecnologia più familiare e ampiamente utilizzata su Internet of Things, e il suo principio è molto semplice. Quando il tag RFID è vicino al lettore, Riceve il segnale di radiofrequenza inviato dal lettore, genera una corrente indotta, e ottiene energia. Attraverso questa piccola energia raccolta, Il tag invia informazioni e realizza la comunicazione con il lettore.
In questo momento, La spedizione di prodotti IoT passivi di questo schema ha raggiunto il livello di decine di miliardi all'anno. NFC, come una sorta di RFID ad alta frequenza, è quasi diventata una configurazione standard negli smartphone, e può anche essere considerato una tipica applicazione della tecnologia IoT passiva.
IoT passivo basato su Bluetooth
I tag del sensore a bassa energia Bluetooth passivi possono anche completare il rilevamento, Storage e comunicazione senza alimentazione. Il tag raccoglie l'energia di radiofrequenza circostante per alimentarla, e utilizza questa energia per inviare i dati del codice di identificazione univoco del tag e le letture dei sensori. Una società di start-up chiamata Wiliot, Il suo prodotto è un tag passivo Bluetooth a bassa energia, Perché non richiede una batteria esterna, Quindi la dimensione del prodotto ha solo le dimensioni di un timbro di affrancatura, può essere facilmente incollato su vari articoli.
IoT passivo basato sul wifi
Il principio di questo schema è quello di utilizzare la tecnologia di comunicazione di retromarcia del segnale a radiofrequenza. Quando il vicino router WiFi trasmette il segnale a radiofrequenza con potenza relativamente alta, Il nodo IoT passivo assorbe il segnale di radiofrequenza e modula il coefficiente di riflessione dell'antenna per trasmettere le informazioni del sensore.
Questa tecnologia è stata sviluppata appena 2016 dai ricercatori della School of Electronic Engineering dell'Università di Washington, e si chiama wifi passivo. I nodi passivi wifi passivi consumano solo 14,5 µW e 59,2 µW durante la trasmissione di 1 Mbps e 11 Mbps, che può raggiungere una distanza di ritorno di 30 metri e persino una certa capacità di penetrazione del muro.
IoT passivo basato su Lora
Nel 2017, I ricercatori della School of Electronic Engineering presso l'Università di Washington negli Stati Uniti hanno adottato la tecnologia di spettro di diffusione lineare per migliorare le capacità di ritorno dei tag passivi e compatibili con le attrezzature Lora commerciali per formare un sistema di modulazione di riflessione a base di Lora. Nel test, I ricercatori hanno raggiunto con successo la modulazione di riflessione del nodo passivo da qualsiasi posizione separata da 475 metri tra la sorgente RF e il ricevitore, e le informazioni sui sensori restituite con successo; Quando il nodo passivo e la sorgente RF erano situati nella stessa posizione, il ricevitore che il più lontano può raggiungere 2.8 chilometri.
IoT passivo basato sul 5G
Per supportare l'IoT passivo attraverso le reti cellulari 5G, Una difficoltà è come i nodi terminali passivi ottengono energia, e l'altra difficoltà è come ottenere backhaul a lunga distanza, Soprattutto quest'ultimo è più difficile. Perché l'energia ottenuta dal terminale passivo attraverso vari metodi è molto debole, Il percorso di ritorno è troppo lungo, E il segnale decaderà rapidamente. In questo momento, La tecnologia più avanzata nella fase di laboratorio può già raccogliere energia a radiofrequenza 5G in una banda di frequenza specifica in una gamma di 180 metri, e raccogli circa 6 µW di elettricità.
Il layout dell'IoT passivo in patria e all'estero
In questo momento, La ricerca sull'IoT passivo è ancora nella fase iniziale. L'energia debole e instabile dall'ambiente, La casualità dell'acquisizione di energia nei nodi, eccetera., Rendi la connessione dei nodi IoT passivi relativamente fragili e difficili da mantenere la connettività continua. Tutti questi limitano l'applicazione dell'IoT passivo.
Tuttavia, Ci sono ancora un gran numero di imprese in patria e all'estero che stanno lavorando sodo. Come accennato in precedenza, RFID è attualmente l'applicazione IoT passiva più utilizzata e matura.
