物聯(lián)網(wǎng)本著萬物皆可入網(wǎng)的思想，以實現(xiàn)萬物互聯(lián)作為最終目標(biāo)，已幫助數(shù)以億計的設(shè)備實現(xiàn)互聯(lián)互通。然而，隨著市場規(guī)模的蓬勃增長，設(shè)備的供能、續(xù)航等問題正在成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新挑戰(zhàn)?？梢哉f，如何實現(xiàn)低功耗、低成本、長生命周期的網(wǎng)絡(luò)已成為物聯(lián)網(wǎng)下一階段亟待突破的關(guān)鍵。
在此背景下,低功耗物聯(lián)雙從2010年左右開始萌芽,經(jīng)過十多年的發(fā)展，形成工以BLE、LoRa、NB-IoT、RedCap等為代表的一系列成熟的低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其中，BLE是低功耗藍(lán)牙技術(shù)，與經(jīng)典藍(lán)牙保持連接的工作模式不同，BLE 采用“睡眠-喚醒”模式節(jié)能，具有易用性、集成性等特點，廣泛應(yīng)用于各類智能終端中。LoRa是遠(yuǎn)距離無線電技術(shù)，定義了三種不同的終端工作模式以降低功耗，具有多節(jié)點，廣域連接等特點，適用于物聯(lián)網(wǎng)報警，燃?xì)鉄o線抄表等場景。NB-IoT是低功耗窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，相比 LoRa，其使用授權(quán)頻段，干擾相對較少，具有高可靠性、高安全性特點。RedCap是輕量級的5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠滿足可穿戴設(shè)備、工業(yè)無線傳感器等對網(wǎng)絡(luò)能力的需求介于eMBB、uRLLC和mMTC之間的場景需求。
上述低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端低功耗、大連接為愿景，但隨著技術(shù)的不斷迭代，一方面，低功耗終端在成本、尺寸等方面逐漸出現(xiàn)瓶頸，在面對食品溯源、商品流通等對單品跟蹤管理需求高的應(yīng)用場景時不具備明顯優(yōu)勢。另一方面，受制于常規(guī)電源的工作環(huán)境，此類低功耗終端無法在高溫、超低溫、高濕、高輻射等嚴(yán)苛的通信環(huán)境中正常工作，應(yīng)用場景受限。
為解決上述問題，無源物聯(lián)網(wǎng)開始走上產(chǎn)業(yè)舞臺，并于近兩年逐漸成為關(guān)注熱點。無源物聯(lián)網(wǎng)是利用環(huán)境能量采集技術(shù)，將周圍可利用的信號與能量轉(zhuǎn)化為可驅(qū)動自身電路的電能，同時利用以反向散射為核心的通偏模式，實現(xiàn)向目標(biāo)節(jié)點傳遞信息的技術(shù)。其最顯著的特征是完全不依賴傳統(tǒng)電池供電，能夠很好地解決低功耗物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的瓶頸問題，是下一代物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)連接規(guī)模分布金字塔
物聯(lián)網(wǎng)連接規(guī)模分布金字塔如圖 1 所示。其中，金字塔頂端是以 5G NR、LTE 為代表的高速物聯(lián)網(wǎng)，目前主要應(yīng)用于高清視頻傳輸、AGV 集群控制等對時延及帶寬要求高的場景;第二部分是以 RedCap 為代表的中速物聯(lián)網(wǎng)，可支持工業(yè)傳感器、可穿戴設(shè)備、監(jiān)控攝像頭等用例，實現(xiàn)十億級連接;第三部分是以 BLE、LoRa、NB-IoT 為代表的低速物聯(lián)網(wǎng)，面向視頻監(jiān)控、工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等場景，可以實現(xiàn)更低終端復(fù)雜度的信息采集，支持百億級連接規(guī)模;金字塔基石是以 RFID、蜂窩反向散射通信等為代表的無源物聯(lián)網(wǎng)，因其在終端功耗、尺寸以及成本等方面具有顯著優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于資產(chǎn)管理領(lǐng)域，創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)千億級市場的突破。
