无源物联网是什么意思?( 二 )


3无源物联网的技术可行性
关于无源物联网的技术可行性 , 笔者与行业的资深人士也有过交流 。
从技术角度来说 , 无源物联网也不是啥新颖概念 , RFID就是一种很成熟的无源物联网技术 , 并且每年的出货量都有数百亿的级别 。
无线电波的无源物联网的计划主要分为吸收无线电供电环节与发射信号被接纳机接纳这两个环节 。
先说从无线电信号获取能量环节 , 这个环节最关键的器件就是天线 , 天线获取电磁才能依照技术品种的区别主要分为两类 。
一类是感应耦合 , 天线的外形为线圈 , 电磁能量的传送是在感应场区域(似稳场)中完成 , 因而工作的间隔就会很近 , 比方NFC(高频RFID的一种)的工作间隔就小于10cm , 低频RFID(125kHz-132kHz)与高频RFID(13.56MHz)的天线就采用的这种方式 。
无源物联网是什么意思?
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线圈型RFID天线图
第二类为微波辐射系统 , 电磁能量的传送是在远场区域(辐射场)中完成 , 因而天线的品种主要是偶极子天线和微带天线 , 远场辐射天线通常是谐振式的 。
(a)标签偶极子天线(b)阅读器平板微带天线
UHFRFID、蓝牙、wif等通讯技术的无源物联网计划的天线是采用这种方式才干有更远的工作间隔 , (主要是取电的间隔) 。
再说信号发射方面 , 当电子元器件获取了正常的工作电流 , 其发射信号的间隔与方式就与有源物联网没有区别了 。
所以 , 在无源物联网计划中 , 最大的技术难点就是如何去获取工作电流 , 由于电磁能量的密度随着间隔的变远衰减很多 , 因而 , 获取能量的间隔就是无源物联网计划的工作间隔 。
在实践应用中 , 无源物联网计划都会尽量采用工作电流很低的元器件 , 假如工作频次不是很高 , 但元器件的工作电流又相对较高的话 , 能够经过加电容贮存一定的电量 , 再经过电容放电的方式停止工作 。
很明显 , 四周微小环节的蓝牙或者wifi信号是无法完成能量供应的 , 普通需求单独加一个能量源 , RFID系统中是读写器提供能量源 , 蓝牙或者wifi计划也需求单独的基站或者相似的安装 。
所以 , 典型的无源物联网系统工作流程为:
4无源物联网的商业可行性
除了技术可行性 , 无源物联网的商业可行性又如何呢?
目前RFID是一种十分成熟的无源物联网技术 , 不管是低频、高频还是超高频都有了大范围的应用 , 其中数量最大的当属超高频RFID , 其标签全球出货量每年曾经到达接近200亿的级别 , 而中国市场也是RFID最重要的地域 。
在无源RFID计划中 , 读写器不只提供能量 , 还担任接纳标签发射的信号 , 因而 , 无源RFID需求额外增加读写器本钱 。
不过NFC是其中的一个变数 , 由于目前NFC曾经成为了智能手机的标配 , 因而 , 在NFC计划中 , 很多应用场景只需求思索标签本钱 , 而不用思索读写器本钱 。
所以 , NFC在很多偏消费类场景中比拟适用 , 比方高端白酒、珠宝等贵重物品的防伪溯源 , 以及一些锁类或者门禁类场景 , NFC都有了普遍的应用 , 不过NFC最致命的弱点就是工作间隔短 。
而用蓝牙、WiFi等小无线技术做无源物联网计划 , 最大的优势就是智能手机都有植入 , 并且工作间隔相比于NFC而言 , 也比拟远 。
不过蓝牙与WiFi的无源物联网计划需求单独一个能量信号源 , 并且蓝牙、WiFi传输能量的效率比拟低 , 它获取工作电流的间隔较短 , 意味着这个计划整体的本钱不会太低 。
当然 , 相较于有源计划来说 , 它的标签本钱极低 , 并且尺寸小 , 可以在一些标签节点集中的场景有比拟好的替代 。但是在节点零散的场景中 , 有源的方式更为适宜 。