הוא אמר כי זהו עידן של IOT(האינטרנט של הכל), ומוצרים רבים מחוברים לאינטרנט של הדברים, אבל האם כל דבר בעולם באמת יכול להיות מחובר לאינטרנט?
ברור שזה בלתי אפשרי.! חבילות אקספרס רבות, בגדים, ועוד. יש דרישות לניהול מקוון, אבל כרגע אין להם את הכישורים לגשת לאינטרנט של הדברים.
למה זה??
אנו יודעים כי כל אובייקט מקוון חייב להיות התמיכה של חשמל כדי לתמוך בהם כדי להשלים את תהליך איסוף הנתונים, שידור וחישוב.
כיום, עם פיתוח טכנולוגיית האינטרנט הפסיבי של הדברים, זה אפשרי עבור דברים כאלה להצטרף לעולם המקוון.
קורא Iot R50 UHF קורא כף יד
מהו האינטרנט הפסיבי של הדברים?
מה שנקרא האינטרנט הפסיבי של הדברים מתייחס לאינטרנט של דברים ללא “מקור”. זה “מקור” מתייחס למקורות כוח ואנרגיה.
את “אינטרנט פסיבי של דברים” שזכה לתשומת לב רבה עכשיו הוא בעצם צמתי מסוף פסיביים. אין להם כבלי חשמל וסוללות מובנות, אבל להשיג אנרגיה מהסביבה. לדוגמה, האינטרנט של הדברים מבוסס על טכנולוגיית לכידת אנרגיה אלקטרומגנטית אלחוטית. מסופי IoT פסיביים לוכדים ואוספים אנרגיה על ידי איסוף גלי רדיו הנפלטים מצד הרשת כדי להשלים איסוף נתונים, שידור ומחשוב מבוזר.
למעשה, האינטרנט הפסיבי של הדברים הוצע לפני כמה שנים. אם לשפוט על פי הנתונים הזמינים, ניתן לייחס אותו ל- 2014 כבר בשלב מוקדם 2014. הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין השיקה רשמית את פרויקט המפתח “תיאוריה בסיסית וטכנולוגיות מפתח של רשתות חישה פסיביות” עם סכום מימון של 3.5 מיליון יואן. דרך מציאותית יותר.
עם זאת, בשנים הראשונות, אנשים רבים חשבו שהאינטרנט הפסיבי של הדברים הוא שטויות. אז למה אתה חושב שזה אפשרי עכשיו?
כי עם התקדמות טכנולוגיית המוליכים למחצה, צריכת החשמל של שבבי מסוף צומצמה ל- mW או אפילו נמוכה יותר, יחד עם שדרוג מתמשך של טכנולוגיית המרת אנרגיה, לכידת האנרגיה והשימוש בטכנולוגיית תקשורת למרחקים ארוכים הפכו למציאות.
למה אנחנו צריכים IoT פסיבי?
בחיים האמיתיים, אנחנו רגילים לקיומו של חשמל, ולא יכול להרגיש את ההבדל החזק בין מוצרים פעילים לבין מוצרים פסיביים. עם זאת, עבור כל אובייקט בעולם ה- IoT, הכוח חיוני. זה למסוף IoT בדיוק כמו אוויר ומים הם לבני אדם.
לבני אדם יכול להיות אוויר ללא מאמץ רב, אך ייתכן שלמסופי IoT אין חשמל.
מצד אחד, עקב אילוצי עלות או נפח מוצר, לאובייקט עצמו אין את התנאים לספק כוח סוללה.
מצד שני, אובייקטים עם דרישות מקוונות מוגבלים על ידי גורמים כגון ההפצה הרחבה שלהם ואת הצורך לנוע בגמישות, מה שמקשה על החלפת סוללות במסופי יישומים רבים או שלא ניתן להפעילן ישירות באמצעות סוללות.
מנקודת המבט של מגמת הפיתוח של חיבור האינטרנט של הדברים, במיוחד כאשר מתמודדים עם הביקוש עבור “מקוון” של מספר רב של אובייקטים, זה חייב להתממש ב “פסיבי” טופס. לכן, טכנולוגיית האינטרנט הפסיבי של הדברים תהיה כוח מניע גדול.
לגבי האינטרנט הפסיבי של הדברים, מקורות האנרגיה שלו יכולים להיות קלים, 4G, 5אותות G, וכו '., ואפילו עיוות של עצמים יכול ליצור מיקרו-אנרגיה לשימוש. לכן, ניתן לחלק את מימוש האינטרנט הפסיבי של הדברים לשלוש הדרכים הבאות:
הראשון הוא לאסוף אנרגיה סולארית;
הסוג השני הוא יצירת חשמל מסוג עיתונות;
הסוג השלישי הוא המרת אנרגיית גלי רדיו, אשר אוסף RFID, חדשות מחלקה ראשונה, Bluetooth, 4G, 5G, WiFi ואנרגיית גלי רדיו אחרת בסביבה שמסביב וממירה אותה לאנרגיה חשמלית. זוהי גם השיטה המודאגת ביותר של IoT פסיבי, מכיוון שהתקן IoT עובד בדרך כלל צריך לפעול כרגיל, בנוסף להשגת אנרגיה עובדת, הוא גם צריך לשדר נתונים באמצעות אותות רדיו. בדרך זו, מסופי IoT פסיביים יכולים לא רק להשיג אנרגיה, אבל גם לשדר אותות, ובאותו הזמן, העלות והגודל יכולים להיות נמוכים מאוד.
אילו יישומי IoT פסיביים ראינו?
בשנים האחרונות, ה- IoT הפסיבי מתפתח בשקט, ולאחרונה זה שוב משך את תשומת הלב של התעשייה. זה ידוע כעוד חדש “לשקע” בתעשיית ה- IoT ב 2021 אחרי חתול 1.
זה לא קשור להתפתחות מהירה של טכנולוגיות תקשורת שונות. כיום, האינטרנט הפסיבי של הדברים מורחב עוד יותר, הרחבת ההיחס הפסיבי המבוסס על Bluetooth, Wi-Fi, לורה, NB-הרבה, וטכנולוגיות תקשורת 5G. המודל באיור שלהלן על השיא העתידי, דרישות חיבור IoT בינוניות ונמוכה הוא מודל טיפוסי מאוד בתעשייה.
אנו יודעים כי הופעתה של LPWAN פתחה באופן רשמי את עידן הפיתוח בקנה מידה גדול של אינטרנט של דברים המופעל באמצעות סוללה, ופתר את הביקוש בשוק לאינטרנט דל אנרגיה של דברים עם עשרות מיליארדי חיבורים, ונקודות הכאב של מאות מיליארדי אינטרנט פסיבי של דברים הפכו לבעיה הבאה לפתרון הצורך. תשומת הלב לאינטרנט הפסיבי של הדברים החלה גם. כתוצאה מכך, המודל באיור לעיל השתנה.
בחיי היומיום שלנו, אנחנו מוקפים באותות רדיו שונים.. למרות שהאנרגיה שניתן לאסוף באמצעות אותות אלה היא קטנה מאוד, זה מספיק לעבודה של מספר רב של צמתי IoT פסיביים, וניתן להשתמש באות כדי לממש את החזרת הנתונים.
ניתן לומר כי טכנולוגיית IoT פסיבית מרחיבה את הבסיס של “פירמידה” של חיבורי IoT. אז, מה הם היישומים בבסיס פירמידת חיבור IoT זו?
IoT פסיבי המבוסס על RFID
בזמן הנוכחי, טכנולוגיית RFID היא טכנולוגיית האינטרנט הפסיבית המוכרת והשימושית ביותר, והעיקרון שלה הוא פשוט מאוד. כאשר תג RFID קרוב לקורא, הוא מקבל את אות תדר הרדיו שנשלח על ידי הקורא, יצירת זרם מושרה, ומשיג אנרגיה. באמצעות האנרגיה הקטנה הזו שנאספה, התג שולח מידע ומבין את התקשורת עם הקורא.
בזמן הנוכחי, המשלוח של מוצרי IoT פסיביים של תוכנית זו הגיע לרמה של עשרות מיליארדים בשנה. חדשות מחלקה ראשונה, כסוג של RFID בתדר גבוה, כמעט הפך לתצורה סטנדרטית בטלפונים חכמים, ויכול גם להיחשב כיישום טכנולוגיית IoT פסיבי טיפוסי.
IoT פסיבי המבוסס על Bluetooth
תגי חיישן אנרגיה נמוכה פסיביים של Bluetooth יכולים גם הם להשלים חישה, אחסון ותקשורת ללא ספק כוח. התג אוסף אנרגיית תדר רדיו מקיפה כדי להפעיל אותה, ומשתמש באנרגיה זו כדי לשלוח את התגית’נתוני קוד זיהוי ייחודיים וקריאות חיישנים. חברת סטארט-אפ בשם Wiliot, המוצר שלה הוא תג חיישן אנרגיה נמוכה Bluetooth פסיבי, מכיוון שהוא אינו דורש סוללה חיצונית, כך שגודל המוצר הוא רק בגודל של בול דואר, ניתן להדביק בקלות על פריטים שונים.
IoT פסיבי המבוסס על WiFi
העיקרון של תוכנית זו הוא להשתמש בטכנולוגיית התקשורת של ההשתקפות האחורית של אות תדר הרדיו. כאשר נתב ה- WiFi הסמוך משדר את אות תדר הרדיו בהספק גבוה יחסית, צומת ה- IoT הפסיבי סופג את אות תדר הרדיו ומווסת את מקדם השתקפות האנטנה להעברת מידע החיישן.
טכנולוגיה זו פותחה כבר 2016 על ידי חוקרים בבית הספר להנדסה אלקטרונית של אוניברסיטת וושינגטון, וזה נקרא WiFi פסיבי. צמתים פסיביים WiFi צורכים רק 14.5μW ו 59.2μW בעת שידור 1Mbps ו 11Mbps, אשר יכול להשיג מרחק חזרה של 30 מטרים ואפילו יש יכולת חדירה מסוימת לקיר.
IoT פסיבי המבוסס על לורה
ב 2017, חוקרים מבית הספר להנדסת אלקטרוניקה באוניברסיטת וושינגטון בארצות הברית אימצו טכנולוגיית ספקטרום התפשטות ליניארית כדי לשפר את יכולות החזרת התגים הפסיביים ותואמת לציוד לורה מסחרי ליצירת מערכת אפנון השתקפות מבוססת לורה. במבחן, החוקרים השיגו בהצלחה אפנון השתקפות צומת פסיבי מכל תנוחה המופרדת על ידי 475 מטרים בין מקור ה- RF למקלט, והחזר בהצלחה מידע חיישן; כאשר הצומת הפסיבי ומקור ה- RF היו ממוקמים באותו מיקום, המקלט הרחוק ביותר יכול להגיע 2.8 ק מ.
IoT פסיבי המבוסס על 5G
לתמיכה ב- IoT פסיבי באמצעות רשתות סלולריות 5G, קושי אחד הוא כיצד צמתי מסוף פסיביים משיגים אנרגיה, והקושי השני הוא כיצד להשיג backhaul למרחקים ארוכים, במיוחד האחרון קשה יותר. כי האנרגיה המתקבלת על ידי המסוף הפסיבי בשיטות שונות חלשה מאוד, נתיב ההחזרה ארוך מדי, והאות יתפורר במהירות. בזמן הנוכחי, הטכנולוגיה המתקדמת ביותר בשלב המעבדה כבר יכולה לאסוף אנרגיית תדר רדיו 5G ברצועת תדר ספציפית בטווח של 180 טרים, ולאסוף כ-6μW של חשמל.
הפריסה של IoT פסיבי בבית ובחו"ל
בזמן הנוכחי, המחקר על ה- IoT הפסיבי עדיין בשלב מוקדם. האנרגיה החלשה והבלתי יציבה מהסביבה, האקראיות של רכישת האנרגיה בצמתים, וכו '., להפוך את החיבור של צמתי IoT פסיביים שביר יחסית וקשה לשמור על קישוריות רציפה. כל אלה מגבילים את היישום של IoT פסיבי.
אף על פי כן, יש עדיין מספר רב של ארגונים בבית ובחו"ל שעובדים קשה. כפי שהוזכר קודם לכן, RFID הוא כיום יישום IoT פסיבי הנפוץ והבוגר ביותר.
