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 nécessaires pour accéder à l’Internet des objets.
Pourquoi?
Nous savons que chaque objet en ligne doit avoir le support de l’électricité pour les aider à compléter le processus de collecte de données, transmission et calcul.
De nos jours, avec le développement de la technologie passive de l’Internet des objets, il est possible pour de telles choses de rejoindre le monde en ligne.
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Qu’est-ce que l’Internet des objets passif?
Le soi-disant Internet passif des objets fait référence à l’Internet des objets sans “source”. Ceci “source” fait référence à l’énergie et aux sources d’énergie.
Le “Internet passif des objets” qui a reçu beaucoup d’attention maintenant sont 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 fait, l’Internet passif des objets a été proposé il y a quelques années. À en juger par les données disponibles, il peut être retracé jusqu’à 2014 dès le 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” dont le montant de financement est de 3.5 millions de yuans. Un chemin plus réaliste.
Cependant, dans les premières années, beaucoup de gens pensaient que l’Internet passif des objets 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 à moins, associé à la mise à niveau continue de la technologie de conversion d’énergie, la capture et l’utilisation de l’énergie des technologies de communication à longue distance sont devenues une réalité.
Pourquoi avons-nous besoin d’Un 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. Cependant, pour chaque objet dans le monde de l’IoT, l’énergie est indispensable. C’est au 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’une part, en raison de contraintes de coûts ou de volume de produits, l’objet lui-même n’a pas les conditions d’alimentation de la batterie.
D'un autre côté, les objets ayant 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 à l’Internet des objets, surtout lorsqu’il s’est confronté à la demande de “en ligne” d’un grand nombre d’objets, il doit être réalisé dans un “passive” forme. C’est pourquoi, La technologie passive de l’Internet des objets sera une force motrice majeure.
Concernant 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. C’est pourquoi, la réalisation de l’Internet passif des objets peut être divisée en trois façons suivantes:
La première consiste à collecter l’énergie solaire;
Le deuxième type est la production d’énergie de type presse;
Le troisième type est la conversion d’énergie par ondes radio, qui collecte la RFID, NFC, Bluetooth, 4G, 5G, WiFi et autres ondes radio dans l’environnement environnant et les convertit en énergie électrique. C’est aussi la méthode la plus concernée de l’IoT passif, parce qu’un appareil IoT fonctionnant normalement doit fonctionner normalement, en plus d’obtenir de l’énergie de travail, il doit également transmettre des données par le biais de signaux radio. De cette façon, les terminaux IoT passifs ne peuvent pas seulement obtenir de l’énergie, mais aussi transmettre des signaux, et en même temps, le coût et la taille peuvent être très faibles.
Quelles applications IoT passives avons-nous vues?
Au cours des dernières années, l’IoT passif s’est développé silencieusement, et récemment, il a de nouveau attiré l’attention de l’industrie. Il est connu comme un autre nouveau “débouché” dans l’industrie de l’IoT en 2021 après Cat.1.
Ceci n’est pas sans rapport avec le développement rapide de diverses technologies de communication. De nos jours, l’Internet passif des objets est encore étendu, étendre l’interconnexion passive basée sur Bluetooth, Wi-Fi, Lora, Ito-NB, et les technologies de communication 5G. Le modèle dans la figure ci-dessous sur le futur haut, Les exigences de connexion IoT à moyenne et basse vitesse sont un modèle très typique de 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 d’énergie avec des dizaines de milliards de connexions, et les points faibles de centaines de milliards d’Internet des objets passifs sont devenus le prochain problème résolu par le besoin. L’attention portée à l’Internet passif des objets a également commencé. Ainsi, le modèle de la figure ci-dessus a changé.
Dans notre vie quotidienne, 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” de connexions IoT. Alors, Quelles sont les applications dans la base de cette pyramide de connexion IoT?
IoT passif basé sur la RFID
À l’heure actuelle, La technologie RFID est la technologie passive de l’Internet des objets la plus familière et la plus utilisée, et son principe est très simple. Lorsque l’étiquette RFID est proche du lecteur, il reçoit le signal de radiofréquence envoyé par le lecteur, génère un courant induit, et obtient de l’énergie. Grâce à cette petite énergie recueillie, la balise envoie des informations et réalise la communication avec le lecteur.
À l’heure actuelle, 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 considéré comme une application technologique IoT passive typique.
IoT passif basé sur Bluetooth
Les étiquettes de capteur Bluetooth à faible consommation d’énergie passives peuvent également compléter la détection, stockage et communication sans alimentation électrique. L’étiquette recueille l’énergie de 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 Bluetooth à faible consommation d’énergie passive, 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 éléments.
IoT passif basé sur le WiFi
Le principe de ce schéma est d’utiliser la technologie de communication par rétroréflexion du signal de radiofréquence. Lorsque le routeur WiFi à proximité transmet le signal de radiofréquence avec une puissance relativement élevée, le nœud IoT passif absorbe le signal de radiofréquence et module le coefficient de réflexion de l’antenne pour transmettre les informations du capteur.
Cette technologie a été développée dès le 2016 par des chercheurs de la School of Electronic Engineering de l’Université de Washington, et il s’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 même ont une certaine capacité de pénétration murale.
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 la technologie du spectre étalé linéaire pour améliorer les capacités de retour passif des étiquettes et compatibles avec les équipements commerciaux Lora pour former un système de modulation par réflexion basé sur Lora. Dans le test, les chercheurs ont réussi à obtenir une modulation passive de la réflexion des nœuds à partir de n’importe quelle position séparée par 475 mètres entre la source RF et le récepteur, et 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 la façon dont 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 se désintégrera rapidement. À l’heure actuelle, la technologie la plus avancée au stade du laboratoire peut déjà collecter l’énergie de radiofréquence 5G dans une bande de fréquences spécifique dans une plage de 180 mètres, et collecter environ 6μW d’électricité.
La mise en page de l’IoT passif au pays et à l’étranger
À l’heure actuelle, 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 fort. Comme mentionné précédemment, La RFID est actuellement l’application IoT passive la plus utilisée et la plus mature.
