On dit que c'est une ère de l'IOT(Internet de tout), et de nombreux produits sont connectés à l'Internet des objets, mais tout dans le monde peut-il vraiment être connecté à Internet?
C'est évidemment impossible! De nombreux colis express, Vêtements, etc. avoir des exigences pour la gestion en ligne, mais ils n'ont actuellement pas les qualifications pour accéder à l'Internet des objets.
pourquoi donc?
Nous savons que chaque objet en ligne doit avoir le support de l'électricité pour les aider à terminer le processus de collecte de données, transmission et calcul.
Aujourd'hui, avec le développement de la technologie passive de l'Internet des objets, il est possible que de telles choses rejoignent le monde en ligne.
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Qu'est-ce que l'Internet passif des objets?
L'Internet des objets dit passif fait référence à l'Internet des objets sans “la source”. Ce “la source” fait référence à la puissance et aux sources d'énergie.
le “Internet des objets passif” qui a reçu beaucoup d'attention maintenant est essentiellement des nœuds terminaux passifs. Ils n'ont pas de cordons d'alimentation et de batteries intégrées, mais obtenir de l'énergie de l'environnement. Par exemple, l'Internet des objets basé sur la technologie de capture d'énergie électromagnétique sans fil. Les terminaux IoT passifs capturent et collectent l'énergie en collectant les ondes radio émises du côté du réseau pour compléter la collecte de données, transmission et informatique distribuée.
En réalité, l'Internet des Objets passif a été proposé il y a quelques années. A en juger par les données disponibles, on peut remonter à 2014 aussitôt que 2014. La Fondation nationale des sciences naturelles de Chine a officiellement lancé le projet clé “Théorie de base et technologies clés des réseaux de détection passive” avec un montant de financement de 3.5 millions de yuans. Un parcours plus réaliste.
toutefois, dans les premières années, beaucoup de gens pensaient que l'Internet des objets passif était un non-sens. Alors pourquoi pensez-vous que c'est faisable maintenant?
Parce qu'avec l'avancement de la technologie des semi-conducteurs, la consommation d'énergie des puces terminales a été réduite à mW ou même plus bas, couplé avec la mise à niveau continue de la technologie de conversion d'énergie, la capture d'énergie et l'utilisation des technologies de communication longue distance sont devenues une réalité.
Pourquoi avons-nous besoin de l'IoT passif?
Dans la vraie vie, nous sommes habitués à l'existence de l'électricité, et ne peut pas sentir la forte différence entre les produits actifs et passifs. toutefois, pour chaque objet du monde IoT, le pouvoir est indispensable. C'est pour le terminal IoT tout comme l'air et l'eau le sont pour les êtres humains.
Les humains peuvent avoir de l'air sans trop d'effort, mais les terminaux IoT peuvent ne pas être alimentés.
D'un côté, en raison de contraintes de coût ou de volume de produit, l'objet lui-même n'a pas les conditions d'alimentation par batterie.
D'autre part, les objets avec des exigences en ligne sont limités par des facteurs tels que leur large distribution et la nécessité de se déplacer de manière flexible, ce qui rend difficile le remplacement des batteries dans de nombreux terminaux d'application ou ne peut pas être directement alimenté par des batteries.
Du point de vue de la tendance de développement de la connexion Internet des objets, surtout face à la demande de “en ligne” d'un grand nombre d'objets, il doit être réalisé dans un “passif” former. Donc, La technologie passive de l'Internet des objets sera une force motrice majeure.
À propos de l'Internet passif des objets, ses sources d'énergie peuvent être la lumière, 4g, 5Signaux G, etc., et même la déformation des objets peut générer de la micro-énergie à utiliser. Donc, la réalisation de l'Internet passif des objets peut être divisée selon les trois manières suivantes:
Le premier est de collecter l'énergie solaire;
Le deuxième type est la production d'énergie de type presse;
Le troisième type est la conversion d'énergie des ondes radio, qui collecte la RFID, NFC, Bluetooth, 4g, 5g, WiFi et autres ondes radio dans l'environnement environnant et la convertit en énergie électrique. C'est aussi la méthode la plus concernée de l'IoT passif, car un appareil IoT fonctionnant normalement doit fonctionner normalement, en plus d'obtenir de l'énergie de travail, il doit également transmettre des données par des signaux radio. De cette façon, les terminaux IoT passifs peuvent non seulement obtenir de l'énergie, mais aussi transmettre des signaux, et en même temps, le coût et la taille peuvent être très bas.
Quelles applications IoT passives avons-nous vues?
Au cours des dernières années, l'IoT passif s'est développé en silence, et récemment, il a de nouveau attiré l'attention de l'industrie. Il est connu comme un autre nouveau “sortie” dans l'industrie de l'IoT en 2021 après Cat.1.
Ceci n'est pas étranger au développement rapide de diverses technologies de communication. Aujourd'hui, l'Internet passif des objets est encore étendu, étendre l'interconnexion passive basée sur Bluetooth, Wifi, LoRa, NB-IoT, et technologies de communication 5G. Le modèle de la figure ci-dessous concernant le futur sommet, les exigences de connexion IoT à moyen et bas débit sont un modèle très courant dans l'industrie.
Nous savons que l'émergence du LPWAN a officiellement ouvert l'ère du développement à grande échelle de l'Internet des objets alimenté par batterie, et résolu la demande du marché pour l'Internet des objets à faible consommation avec des dizaines de milliards de connexions, et les points douloureux de centaines de milliards d'Internet des objets passif sont devenus le prochain problème à résoudre. L'attention portée à l'Internet passif des objets a également commencé. Par conséquent, le modèle de la figure ci-dessus a changé.
Dans notre quotidien, nous sommes entourés de divers signaux radio. Bien que l'énergie qui peut être collectée par ces signaux soit très faible, il est suffisant pour le travail d'un grand nombre de nœuds IoT passifs, et le signal peut être utilisé pour réaliser le retour de données.
On peut dire que la technologie IoT passive élargit la base de la “Pyramide” des connexions IoT. Donc, quelles sont les applications à la base de cette pyramide de connexion IoT?
IoT passif basé sur la RFID
Maintenant, La technologie RFID est la technologie Internet des objets passive la plus connue et la plus utilisée, et son principe est très simple. Lorsque l'étiquette RFID est proche du lecteur, il reçoit le signal radiofréquence envoyé par le lecteur, génère un courant induit, et obtient de l'énergie. Grâce à cette petite énergie collectée, le tag envoie des informations et réalise la communication avec le lecteur.
Maintenant, l'expédition de produits IoT passifs de ce programme a atteint le niveau de dizaines de milliards par an. NFC, comme une sorte de RFID haute fréquence, est presque devenu une configuration standard dans les téléphones intelligents, et peut également être considérée comme une application typique de la technologie IoT passive.
IoT passif basé sur Bluetooth
Les balises de capteur Bluetooth passives à faible consommation d'énergie peuvent également compléter la détection, stockage et communication sans alimentation. L'étiquette recueille l'énergie radiofréquence environnante pour l'alimenter, et utilise cette énergie pour envoyer les données du code d'identification unique de l'étiquette et les lectures du capteur. Une start-up appelée Wiliot, son produit est une étiquette de capteur passif Bluetooth à faible consommation d'énergie, car il ne nécessite pas de batterie externe, donc la taille du produit n'est que la taille d'un timbre-poste, peut être facilement collé sur divers articles.
IoT passif basé sur le WiFi
Le principe de ce schéma est d'utiliser la technologie de communication par rétro-réflexion du signal radiofréquence. Lorsque le routeur WiFi à proximité transmet le signal de fréquence radio avec une puissance relativement élevée, le nœud IoT passif absorbe le signal radiofréquence et module le coefficient de réflexion de l'antenne pour transmettre les informations du capteur.
Cette technologie a été développée dès 2016 par des chercheurs de la School of Electronic Engineering de l'Université de Washington, et c'est ce qu'on appelle le WiFi passif. Les nœuds passifs WiFi passifs ne consomment que 14,5 µW et 59,2 µW lors de la transmission de 1 Mbps et 11 Mbps, qui peut atteindre une distance de retour de 30 mètres et ont même une certaine capacité de pénétration du mur.
IoT passif basé sur LoRa
Dans 2017, des chercheurs de la School of Electronic Engineering de l'Université de Washington aux États-Unis ont adopté une technologie à spectre étalé linéaire pour améliorer les capacités de retour d'étiquette passive et compatible avec les équipements commerciaux Lora pour former un système de modulation de réflexion basé sur Lora. Dans l'épreuve, les chercheurs ont réussi à moduler la réflexion passive des nœuds à partir de n'importe quelle position séparée par 475 mètres entre la source RF et le récepteur, et a renvoyé avec succès les informations du capteur; lorsque le nœud passif et la source RF étaient situés à la même position, le récepteur le plus éloigné peut atteindre 2.8 kilomètres.
IoT passif basé sur la 5G
Pour prendre en charge l'IoT passif via les réseaux cellulaires 5G, une difficulté est de savoir comment les nœuds terminaux passifs obtiennent de l'énergie, et l'autre difficulté est de savoir comment réaliser un backhaul longue distance, surtout ce dernier est plus difficile. Parce que l'énergie obtenue par le terminal passif par diverses méthodes est très faible, le chemin de retour est trop long, et le signal déclinera rapidement. Maintenant, la technologie la plus avancée au stade du laboratoire peut déjà collecter l'énergie radiofréquence 5G dans une bande de fréquence spécifique dans une plage de 180 mètres, et collecter environ 6µW d'électricité.
La disposition de l'IoT passif à la maison et à l'étranger
Maintenant, la recherche sur l'IoT passif en est encore à ses débuts. L'énergie faible et instable de l'environnement, le caractère aléatoire de l'acquisition d'énergie dans les nœuds, etc., rendre la connexion des nœuds IoT passifs relativement fragile et difficile à maintenir une connectivité continue. Tout cela restreint l'application de l'IoT passif.
Néanmoins, il y a encore un grand nombre d'entreprises au pays et à l'étranger qui travaillent dur. Comme mentionné précédemment, La RFID est actuellement l'application IoT passive la plus utilisée et la plus mature.
