Er wordt gezegd dat dit een tijdperk van de IOT . is(Internet van alles), en veel producten zijn verbonden met het internet der dingen, maar kan alles in de wereld echt met internet worden verbonden??
Dit is natuurlijk onmogelijk! Veel exprespakketten, kleding, enz. hebben vereisten voor online beheer, maar ze hebben momenteel niet de kwalificaties om toegang te krijgen tot het internet der dingen.
waarom is dat?
We weten dat elk online object de ondersteuning van elektriciteit moet hebben om het proces van gegevensverzameling te voltooien, verzending en berekening.
Vandaag de dag, met de ontwikkeling van passieve Internet of Things-technologie, het is mogelijk dat zulke dingen zich bij de online wereld voegen.
iot-lezer R50 UHF handheld-lezer
Wat is het passieve Internet of Things??
Het zogenaamde passieve Internet of Things verwijst naar het Internet of Things zonder a “bron”. Dit “bron” verwijst naar stroom en energiebronnen.
De “passief internet der dingen” dat nu veel aandacht heeft gekregen, zijn in wezen passieve eindknooppunten. Ze hebben geen netsnoeren en ingebouwde batterijen, maar haal energie uit de omgeving. Bijvoorbeeld, het internet der dingen op basis van draadloze technologie voor het opvangen van elektromagnetische energie. Passieve IoT-terminals vangen en verzamelen energie door radiogolven te verzamelen die door de netwerkzijde worden uitgezonden om de gegevensverzameling te voltooien, transmissie en gedistribueerde computing.
Eigenlijk, het passieve Internet of Things is een paar jaar geleden voorgesteld. Afgaande op de beschikbare gegevens, het kan worden herleid tot 2014 zo vroeg als 2014. De National Natural Science Foundation of China heeft het sleutelproject officieel gelanceerd “Basistheorie en sleuteltechnologieën van passieve detectienetwerken” met een financieringsbedrag van 3.5 miljoen yuan. Een meer realistisch pad.
Echter, In de vroege jaren, veel mensen dachten dat het passieve Internet of Things onzin was. Dus waarom denk je dat het nu haalbaar is??
Omdat met de vooruitgang van de halfgeleidertechnologie, het stroomverbruik van terminalchips is teruggebracht tot mW of zelfs lager, in combinatie met de continue verbetering van energieconversietechnologie, het opvangen en gebruiken van energie van langeafstandscommunicatietechnologie is een realiteit geworden.
Waarom hebben we passieve IoT nodig??
In het echte leven, we zijn gewend aan het bestaan van elektriciteit, en kan het sterke verschil tussen actieve en passieve producten niet voelen. Echter, voor elk object in de IoT-wereld, kracht is onmisbaar. Het is voor de IoT-terminal net zoals lucht en water zijn voor mensen.
Mensen kunnen zonder veel moeite lucht hebben, maar IoT-terminals hebben mogelijk geen stroom.
Aan de ene kant, vanwege kostenbeperkingen of productvolume, het object zelf voldoet niet aan de voorwaarden voor batterijvoeding.
Aan de andere kant, objecten met online vereisten worden beperkt door factoren zoals hun brede verspreiding en de noodzaak om flexibel te bewegen, waardoor het moeilijk is om batterijen in veel toepassingsterminals te vervangen of die niet rechtstreeks door batterijen kunnen worden gevoed.
Vanuit het perspectief van de ontwikkelingstrend van de Internet of Things-verbinding, vooral wanneer geconfronteerd met de vraag naar de “online” van een groot aantal objecten, het moet gerealiseerd worden in een “passief” formulier. daarom, passieve Internet of Things-technologie wordt een belangrijke drijvende kracht.
Over het passieve internet der dingen, zijn energiebronnen kunnen licht zijn, 4G, 5G-signalen, enz., en zelfs de vervorming van objecten kan micro-energie genereren om te gebruiken. daarom, de realisatie van het passieve Internet of Things kan op de volgende drie manieren worden onderverdeeld::
De eerste is het verzamelen van zonne-energie;
Het tweede type is stroomopwekking van het perstype;;
Het derde type is de conversie van radiogolfenergie, die RFID verzamelt, NFC, Bluetooth, 4G, 5G, WiFi en andere radiogolfenergie in de omgeving en zet deze om in elektrische energie. Dit is ook de meest betrokken methode van passief IoT, omdat een normaal werkend IoT-apparaat normaal moet werken, naast het verkrijgen van werkenergie, het moet ook gegevens verzenden via radiosignalen. Op deze manier, passieve IoT-terminals kunnen niet alleen energie verkrijgen, maar ook signalen doorgeven, en op hetzelfde moment, de kosten en de grootte kunnen erg laag zijn!.
Welke passieve IoT-toepassingen hebben we gezien??
De afgelopen jaren, het passieve IoT ontwikkelt zich geruisloos, en onlangs heeft het opnieuw de aandacht van de industrie getrokken. Het staat bekend als een andere nieuwe “uitlaat” in de IoT-industrie in 2021 na Cat.1.
Dit staat niet los van de snelle ontwikkeling van verschillende communicatietechnologieën. Vandaag de dag, het passieve Internet of Things wordt verder uitgebreid, uitbreiding van de passieve interconnectie op basis van Bluetooth, Wifi, LoRa, NB-IoT, en 5G-communicatietechnologieën. Het model in onderstaande figuur over de toekomstige high, IoT-verbindingsvereisten voor middelmatige en lage snelheid zijn een zeer typisch model in de industrie.
We weten dat de opkomst van LPWAN officieel het tijdperk heeft geopend van grootschalige ontwikkeling van het internet der dingen op batterijen, en loste de marktvraag naar low-power Internet of Things op met tientallen miljarden verbindingen, en de pijnpunten van honderden miljarden passieve Internet of Things zijn het volgende probleem geworden dat moet worden opgelost. Aandacht voor het passieve Internet of Things begon ook. Als gevolg, het model in de figuur hierboven is veranderd.
In ons dagelijks leven, we worden omringd door verschillende radiosignalen. Hoewel de energie die via deze signalen kan worden verzameld erg klein is, het is voldoende voor het werk van een groot aantal passieve IoT-knooppunten, en het signaal kan worden gebruikt om gegevensteruggave te realiseren;.
Het kan worden gezegd dat passieve IoT-technologie de basis van de “Piramide” van IoT-verbindingen. Zo, wat zijn de toepassingen in de basis van deze IoT-verbindingspiramide??
Passief IoT op basis van RFID
Momenteel, RFID-technologie is de meest bekende en meest gebruikte passieve Internet of Things-technologie, en het principe is heel eenvoudig:. Wanneer de RFID-tag zich dicht bij de lezer bevindt, het ontvangt het radiofrequentiesignaal dat door de lezer wordt verzonden;, genereert een geïnduceerde stroom, en krijgt energie. Door dit beetje verzamelde energie, de tag verzendt informatie en realiseert de communicatie met de lezer.
Momenteel, de verzending van passieve IoT-producten van dit schema heeft het niveau van tientallen miljarden per jaar bereikt. NFC, als een soort hoogfrequente RFID, is bijna een standaardconfiguratie geworden in smartphones, en kan ook worden beschouwd als een typische passieve IoT-technologietoepassing.
Passief IoT op basis van Bluetooth
Passieve Bluetooth low-energy sensortags kunnen ook de detectie voltooien, opslag en communicatie zonder voeding. De tag verzamelt omringende radiofrequentie-energie om hem van stroom te voorzien, en gebruikt deze energie om de unieke identificatiecodegegevens en sensormetingen van de tag te verzenden. Een startend bedrijf genaamd Wiliot, het product is een passieve Bluetooth low-energy sensortag, omdat er geen externe batterij voor nodig is, dus de maat van het product is alleen de maat van een postzegel, kan gemakkelijk op verschillende items worden geplakt.
Passief IoT op basis van WiFi
Het principe van dit schema is om de communicatietechnologie met terugreflectie van het radiofrequentiesignaal te gebruiken. Wanneer de nabijgelegen wifi-router het radiofrequentiesignaal met relatief hoog vermogen uitzendt, het passieve IoT-knooppunt absorbeert het radiofrequentiesignaal en moduleert de reflectiecoëfficiënt van de antenne om de sensorinformatie te verzenden;.
Deze technologie is zo vroeg ontwikkeld 2016 door onderzoekers van de School of Electronic Engineering van de University of Washington, en het wordt passieve wifi genoemd. Passieve passieve wifi-knooppunten verbruiken slechts 14,5 µW en 59,2 µW bij het verzenden van 1 Mbps en 11 Mbps, die een retourafstand van . kan bereiken 30 meter en hebben zelfs een zeker muurpenetratievermogen.
Passief IoT op basis van LoRa
In 2017, onderzoekers van de School of Electronic Engineering aan de Universiteit van Washington in de Verenigde Staten hebben lineaire spread-spectrumtechnologie toegepast om de passieve tagretourmogelijkheden te verbeteren en compatibel met commerciële Lora-apparatuur om een op Lora gebaseerd reflectiemodulatiesysteem te vormen. In de test, de onderzoekers bereikten met succes passieve knooppuntreflectiemodulatie vanuit elke positie gescheiden door 475 meter tussen de RF-bron en de ontvanger, en met succes geretourneerde sensorinformatie; wanneer het passieve knooppunt en de RF-bron zich op dezelfde positie bevonden, de ontvanger het verst kan bereiken 2.8 kilometer.
Passief IoT op basis van 5G
Om passieve IoT te ondersteunen via 5G mobiele netwerken, een moeilijkheid is hoe passieve eindknooppunten energie verkrijgen, en de andere moeilijkheid is hoe je een langeafstandsvlucht kunt bereiken, vooral dat laatste is moeilijker. Omdat de energie die via verschillende methoden door de passieve terminal wordt verkregen, erg zwak is, het retourpad is te lang, en het signaal zal snel afnemen. Momenteel, de meest geavanceerde technologie in het laboratoriumstadium kan al 5G-radiofrequentie-energie verzamelen in een specifieke frequentieband binnen een bereik van 180 meter, en verzamel ongeveer 6 µW aan elektriciteit.
De inrichting van passief IoT in binnen- en buitenland
Momenteel, het onderzoek naar het passieve IoT bevindt zich nog in de beginfase. De zwakke en onstabiele energie uit de omgeving, de willekeur van de energie-acquisitie in de knooppunten, enz., de verbinding van de passieve IoT-knooppunten relatief kwetsbaar maken en moeilijk om continue connectiviteit te behouden. Deze beperken allemaal de toepassing van passief IoT.
niettemin, er is nog een groot aantal bedrijven in binnen- en buitenland die hard aan het werk zijn. Zoals eerder gezegd, RFID is momenteel de meest gebruikte en volwassen passieve IoT-toepassing.
