Daar word gesê dat dit 'n era van die IOT is(Internet van alles), en baie produkte is gekoppel aan die Internet van Dinge, maar kan alles in die wêreld werklik aan die internet gekoppel word?
Dit is natuurlik onmoontlik! Baie snelpakkies, klere, ens. vereistes vir aanlynbestuur het, maar hulle het tans nie die kwalifikasies om toegang tot die Internet van Dinge te verkry nie.
hoekom is dit?
Ons weet dat elke aanlyn voorwerp die ondersteuning van elektrisiteit moet hê om hulle te ondersteun om die proses van data-insameling te voltooi, oordrag en berekening.
Deesdae, met die ontwikkeling van passiewe Internet of Things-tegnologie, dit is moontlik vir sulke dinge om by die aanlynwêreld aan te sluit.
iot-leser R50 UHF-handleser
Wat is die passiewe internet van dinge?
Die sogenaamde passiewe internet van dinge verwys na die internet van dinge sonder 'n “bron”. Hierdie “bron” verwys na krag- en energiebronne.
Die “passiewe internet van dinge” wat nou baie aandag gekry het, is in wese passiewe terminale nodusse. Hulle het nie kragdrade en ingeboude batterye nie, maar kry energie uit die omgewing. Byvoorbeeld, die Internet van Dinge gebaseer op draadlose elektromagnetiese energie vaslegging tegnologie. Passiewe IoT-terminale vang en versamel energie deur radiogolwe wat vanaf die netwerkkant uitgestraal word te versamel om data-insameling te voltooi, transmissie en verspreide rekenaars.
In werklikheid, die passiewe Internet of Things is 'n paar jaar gelede voorgestel. Te oordeel aan die beskikbare data, dit kan teruggevoer word na 2014 so vroeg as 2014. Die Nasionale Natuurwetenskapstigting van China het die sleutelprojek amptelik van stapel gestuur “Basiese teorie en sleuteltegnologieë van passiewe waarnemingsnetwerke” met 'n finansieringsbedrag van 3.5 miljoen yuan. ’n Meer realistiese pad.
Egter, in die vroeë jare, baie mense het gedink dat die passiewe Internet van Dinge onsin is. So hoekom dink jy is dit nou haalbaar?
Want met die vooruitgang van halfgeleier tegnologie, die kragverbruik van eindskyfies is tot mW of selfs laer verminder, tesame met die voortdurende opgradering van energie-omskakelingstegnologie, die energievaslegging en gebruik van langafstandkommunikasietegnologie het 'n werklikheid geword.
Hoekom het ons passiewe IoT nodig?
In die werklike lewe, ons is gewoond aan die bestaan van elektrisiteit, en kan nie die sterk verskil tussen aktiewe en passiewe produkte voel nie. Egter, vir elke voorwerp in die IoT-wêreld, krag is onontbeerlik. Dit is na die IoT-terminaal net soos lug en water vir mense is.
Mense kan lug hê sonder veel moeite, maar IoT-terminale het dalk nie krag nie.
Aan die een kant, weens kostebeperkings of produkvolume, die voorwerp self het nie die voorwaardes vir batterykragtoevoer nie.
Aan die ander kant, voorwerpe met aanlynvereistes word beperk deur faktore soos hul wye verspreiding en die behoefte om buigsaam te beweeg, wat dit moeilik maak om batterye in baie toepassingsterminale te vervang of nie direk deur batterye aangedryf kan word nie.
Vanuit die perspektief van die ontwikkelingstendens van die Internet of Things-verbinding, veral wanneer die vraag na die “aanlyn” van 'n groot aantal voorwerpe, dit moet gerealiseer word in a “passief” vorm. Daarom, passiewe Internet of Things-tegnologie sal 'n groot dryfveer wees.
Met betrekking tot die passiewe Internet van Dinge, sy energiebronne kan lig wees, 4G, 5G seine, ens., en selfs die vervorming van voorwerpe kan mikro-energie genereer wat gebruik kan word. Daarom, die verwesenliking van die passiewe Internet van Dinge kan in die volgende drie maniere verdeel word:
Die eerste is om sonkrag in te samel;
Die tweede tipe is perstipe kragopwekking;
Die derde tipe is radiogolf energie-omskakeling, wat RFID insamel, NFC, Bluetooth, 4G, 5G, WiFi en ander radiogolfenergie in die omliggende omgewing en sit dit om in elektriese energie. Dit is ook die mees besorgde metode van passiewe IoT, omdat 'n normaal werkende IoT-toestel normaal moet werk, bykomend tot die verkryging van werkende energie, dit moet ook data deur radioseine oordra. Op hierdie manier, passiewe IoT-terminale kan nie net energie verkry nie, maar stuur ook seine uit, en terselfdertyd, die koste en grootte kan baie laag wees.
Watter passiewe IoT-toepassings het ons gesien?
Oor die afgelope paar jaar, die passiewe IoT ontwikkel stilweg, en onlangs het dit weer die aandag van die bedryf getrek. Dit staan bekend as nog 'n nuwe “uitlaat” in die IoT-industrie in 2021 na Kat.1.
Dit is nie los van die vinnige ontwikkeling van verskeie kommunikasietegnologieë nie. Deesdae, die passiewe Internet van Dinge word verder uitgebrei, uitbreiding van die passiewe interkonneksie gebaseer op Bluetooth, Wi-Fi, LoRa, NB-IoT, en 5G-kommunikasietegnologie. Die model in die figuur hieronder oor die toekomstige hoog, middel- en laespoed-IoT-verbindingsvereistes is 'n baie tipiese model in die bedryf.
Ons weet dat die opkoms van LPWAN die era van grootskaalse ontwikkeling van battery-aangedrewe Internet of Things amptelik geopen het, en het die markvraag na lae-krag Internet of Things opgelos met tien biljoene verbindings, en die pynpunte van honderde biljoene passiewe Internet of Things het die volgende probleem wat opgelos moet word, geword. Aandag aan die passiewe Internet of Things het ook begin. As gevolg daarvan, die model in die figuur hierbo het verander.
In ons daaglikse lewe, ons word omring deur verskeie radioseine. Alhoewel die energie wat deur hierdie seine versamel kan word, baie klein is, dit is voldoende vir die werk van 'n groot aantal passiewe IoT nodusse, en die sein kan gebruik word om dataterugvoer te realiseer.
Daar kan gesê word dat passiewe IoT-tegnologie die basis van die uitbrei “Piramide” van IoT-verbindings. Dus, wat is die toepassings in die basis van hierdie IoT-verbindingspiramide?
Passiewe IoT gebaseer op RFID
Huidiglik, RFID-tegnologie is die mees bekende en algemeen gebruikte passiewe Internet of Things-tegnologie, en die beginsel daarvan is baie eenvoudig. Wanneer die RFID-etiket naby die leser is, dit ontvang die radiofrekwensiesein wat deur die leser gestuur word, genereer 'n geïnduseerde stroom, en kry energie. Deur hierdie bietjie energie ingesamel, die merker stuur inligting en realiseer die kommunikasie met die leser.
Huidiglik, die verskeping van passiewe IoT-produkte van hierdie skema het die vlak van tien miljarde per jaar bereik. NFC, as 'n soort hoëfrekwensie RFID, het amper 'n standaardkonfigurasie in slimfone geword, en kan ook as 'n tipiese passiewe IoT-tegnologietoepassing beskou word.
Passiewe IoT gebaseer op Bluetooth
Passiewe Bluetooth lae-energie sensor-etikette kan ook sensing voltooi, berging en kommunikasie sonder kragtoevoer. Die merker versamel omliggende radiofrekwensie-energie om dit aan te dryf, en gebruik hierdie energie om die merker se unieke identifikasiekodedata en sensorlesings te stuur. ’n Beginnermaatskappy genaamd Wiliot, sy produk is 'n passiewe Bluetooth-lae-energie-sensor-etiket, omdat dit nie 'n eksterne battery benodig nie, dus is die grootte van die produk net die grootte van 'n posseël, kan maklik op verskeie items geplak word.
Passiewe IoT gebaseer op WiFi
Die beginsel van hierdie skema is om die terugrefleksie-kommunikasietegnologie van die radiofrekwensiesein te gebruik. Wanneer die nabygeleë WiFi-roeteerder die radiofrekwensiesein met relatief hoë krag uitstuur, die passiewe IoT node absorbeer die radiofrekwensie sein en moduleer die antenna refleksie koëffisiënt om die sensor inligting oor te dra.
Hierdie tegnologie is so vroeg as ontwikkel 2016 deur navorsers aan die Skool vir Elektroniese Ingenieurswese van die Universiteit van Washington, en dit word Passiewe WiFi genoem. Passiewe WiFi passiewe nodusse verbruik slegs 14.5µW en 59.2µW wanneer 1Mbps en 11Mbps versend word, wat 'n terugkeer afstand van kan bereik 30 meter en het selfs 'n sekere muurpenetrasievermoë.
Passiewe IoT gebaseer op LoRa
In 2017, navorsers van die Skool vir Elektroniese Ingenieurswese aan die Universiteit van Washington in die Verenigde State het lineêre verspreidingspektrumtegnologie aangeneem om passiewe merkerterugkeervermoëns te verbeter en versoenbaar met kommersiële Lora-toerusting om 'n Lora-gebaseerde refleksiemodulasiestelsel te vorm. In die toets, die navorsers het suksesvol passiewe nodus refleksiemodulasie bereik vanaf enige posisie geskei deur 475 meter tussen die RF-bron en die ontvanger, en sensorinligting suksesvol teruggestuur; wanneer die passiewe nodus en die RF-bron op dieselfde posisie geleë was, die ontvanger wat die verste kan bereik 2.8 kilometers.
Passiewe IoT gebaseer op 5G
Om passiewe IoT deur 5G-sellulêre netwerke te ondersteun, een probleem is hoe passiewe terminale nodusse energie verkry, en die ander probleem is hoe om langafstand-backhaul te bereik, veral laasgenoemde is moeiliker. Omdat die energie wat deur die passiewe terminaal deur verskeie metodes verkry word, baie swak is, die terugkeerpad is te lank, en die sein sal vinnig verval. Huidiglik, die mees gevorderde tegnologie in die laboratoriumstadium kan reeds 5G-radiofrekwensie-energie in 'n spesifieke frekwensieband binne 'n reeks van 180 meter, en versamel ongeveer 6µW elektrisiteit.
Die uitleg van passiewe IoT by die huis en in die buiteland
Huidiglik, die navorsing oor die passiewe IoT is nog in die vroeë stadium. Die swak en onstabiele energie uit die omgewing, die ewekansigheid van die energie-verkryging in die nodusse, ens., maak die verbinding van die passiewe IoT nodusse relatief broos en moeilik om deurlopende konnektiwiteit te handhaaf. Dit alles beperk die toepassing van passiewe IoT.
Nietemin, daar is steeds 'n groot aantal ondernemings in die binne- en buiteland wat hard werk. Soos vroeër genoem, RFID is tans die mees gebruikte en volwasse passiewe IoT-toepassing.
