無源物聯(lián)網(wǎng)主要以收集環(huán)境中的微能量,并結(jié)合設(shè)備功耗降低,來維持設(shè)備的正常運轉(zhuǎn),是物聯(lián)網(wǎng)中以節(jié)能減碳和低功耗為主要發(fā)展方向的技術(shù)。無源物聯(lián)網(wǎng)將致力于成為千億級萬物智聯(lián)的主要技術(shù)方案,其技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展的進(jìn)程,或?qū)Q定萬物智聯(lián)目標(biāo)的實現(xiàn)程度和速度。
“源”,即電源、能量源。“無源”,即不接外部電源、不帶電池。因此,“無源物聯(lián)網(wǎng)”是指接入網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點設(shè)備,在不帶電源線和無內(nèi)置電池的情況下,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和分布式計算等功能。不帶電源線、無內(nèi)置電池,并非終端節(jié)點設(shè)備無需能量,而是換了一種獲取能量的方式,變?yōu)橹饕獜沫h(huán)境中獲取微能量支持自身正常運轉(zhuǎn)。同時,“無源化”的對象并非網(wǎng)絡(luò),而是終端節(jié)點設(shè)備,亦即,網(wǎng)絡(luò)側(cè)的功能方式未發(fā)生根本性變化。
無源物聯(lián)網(wǎng)是終端設(shè)備連接向自供能、低功耗方向發(fā)展的一項重要技術(shù)方案,隨著無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突破和應(yīng)用規(guī)模的擴大,無源物聯(lián)網(wǎng)甚至有望推動新一輪能源革命。
無源物聯(lián)網(wǎng)通過技術(shù)創(chuàng)新,減少對人工能源的依賴,轉(zhuǎn)為從自然中獲取能量,開創(chuàng)出一種在自供能、低功耗工作基礎(chǔ)上的能源自給自足的物聯(lián)網(wǎng)新運轉(zhuǎn)模式。
微能量在環(huán)境中普遍存在,但未被有效采集和利用。無源物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點設(shè)備通過采集環(huán)境中普遍存在的微能量支持自身運轉(zhuǎn),相對有源物聯(lián)網(wǎng)具有更高的經(jīng)濟效益優(yōu)勢,以及低碳綠色的社會效益優(yōu)勢。
實現(xiàn)“無源”目標(biāo),需要克服許多技術(shù)難點,其核心為“通過任何來源所獲得的能量必須超過設(shè)備運行本身所需的功耗”。因此,如何盡量降低設(shè)備能耗,利用節(jié)點當(dāng)前的能量來完成盡可能多的數(shù)據(jù)感知、傳輸、計算任務(wù),是無源物聯(lián)網(wǎng)解決方案的主要努力方向之一。
無源物聯(lián)網(wǎng)能從制造和消費兩個層面有效控制高能耗和高污染。一方面,無需電源供電,可以節(jié)約大量電池和電能,降低電池成本投入和能耗;另一方面,將有效避免因大量電池廢棄造成的環(huán)境污染。
廣泛適用
無源物聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點設(shè)備無需攜帶電池或連接電源,從環(huán)境采集能量的特性可以滿足大量小體積和極端作業(yè)場景的要求,從而有著更廣泛的適用空間。例如,RFID技術(shù)作為目前應(yīng)用最廣的無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),其產(chǎn)品出貨量已達(dá)到每年數(shù)百億的級別,在零售、醫(yī)療、物流、制造等行業(yè)廣泛使用。