Si dice che questa sia un'era dell'IOT(Internet di tutto), e molti prodotti sono connessi all'Internet of Things, ma tutto nel mondo può davvero essere connesso a Internet?
Questo è ovviamente impossibile! Molti pacchi espressi, Abbigliamento, ecc. avere requisiti per la gestione online, ma attualmente non hanno le qualifiche per accedere all'Internet of Things.
Perché?
Sappiamo che ogni oggetto online deve avere il supporto dell'energia elettrica per supportarli a completare il processo di raccolta dei dati, trasmissione e calcolo.
oggigiorno, con lo sviluppo della tecnologia passiva Internet of Things, è possibile che queste cose si uniscano al mondo online.
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Cos'è l'Internet of Things passivo?
Il cosiddetto Internet of Things passivo si riferisce all'Internet of Things senza un “fonte”. Questo “fonte” si riferisce alle fonti di energia e di energia.
Le “Internet delle cose passivo” che ha ricevuto molta attenzione ora sono essenzialmente nodi terminali passivi. Non hanno cavi di alimentazione e batterie integrate, ma ottenere energia dall'ambiente. Per esempio, l'Internet of Things basato sulla tecnologia wireless di cattura dell'energia elettromagnetica. I terminali IoT passivi catturano e raccolgono energia raccogliendo le onde radio emesse dal lato della rete per completare la raccolta dei dati, trasmissione e calcolo distribuito.
Infatti, l'Internet of Things passivo è stato proposto qualche anno fa. A giudicare dai dati disponibili, può essere ricondotto a 2014 già a partire da 2014. La National Natural Science Foundation of China ha lanciato ufficialmente il progetto chiave “Teoria di base e tecnologie chiave delle reti di rilevamento passivo” con un importo di finanziamento di 3.5 milioni di yuan. Un percorso più realistico.
però, nei primi anni, molte persone pensavano che l'Internet of Things passivo fosse una sciocchezza. Allora perché pensi che sia fattibile ora?
Perché con il progresso della tecnologia dei semiconduttori, il consumo energetico dei chip terminali è stato ridotto a mW o addirittura inferiore, abbinato al continuo aggiornamento della tecnologia di conversione dell'energia, la cattura e l'uso dell'energia della tecnologia di comunicazione a lunga distanza è diventata una realtà.
Perché abbiamo bisogno dell'IoT passivo?
Nella vita reale, siamo abituati all'esistenza dell'elettricità, e non riesce a sentire la forte differenza tra prodotti attivi e passivi. però, per ogni oggetto nel mondo IoT, il potere è indispensabile. È per il terminale IoT proprio come l'aria e l'acqua sono per gli esseri umani.
Gli esseri umani possono avere aria senza molto sforzo, ma i terminali IoT potrebbero non avere alimentazione.
Da un lato, a causa di vincoli di costo o volume di prodotto, L'oggetto stesso non dispone delle condizioni per l'alimentazione a batteria.
D'altra parte, gli oggetti con requisiti online sono limitati da fattori quali la loro ampia distribuzione e la necessità di spostarsi in modo flessibile, il che rende difficile la sostituzione delle batterie in molti terminali applicativi o non può essere alimentato direttamente da batterie.
Dal punto di vista del trend di sviluppo della connessione Internet of Things, soprattutto quando si affronta la domanda per il “in linea” di un gran numero di oggetti, deve essere realizzato in un “Passivo” modulo. perciò, la tecnologia passiva dell'Internet of Things sarà una delle principali forze trainanti.
Per quanto riguarda l'Internet of Things passivo, le sue fonti di energia possono essere leggere, 4grammo, 5Segnali G, and so on., e anche la deformazione degli oggetti può generare micro-energia da utilizzare. perciò, la realizzazione dell'Internet of Things passivo può essere suddivisa nei seguenti tre modi:
Il primo è quello di raccogliere l'energia solare;
Il secondo tipo è la generazione di energia a pressa;
Il terzo tipo è la conversione dell'energia delle onde radio, che raccoglie RFID, Nfc, Bluetooth, 4grammo, 5grammo, WiFi e altre onde radio nell'ambiente circostante e la converte in energia elettrica. Questo è anche il metodo più preoccupato dell'IoT passivo, Perché un dispositivo IoT che funziona normalmente deve funzionare normalmente, oltre ad ottenere energia di lavoro, deve anche trasmettere dati attraverso segnali radio. In questo modo, i terminali IoT passivi non solo possono ottenere energia, ma anche trasmettere segnali, e allo stesso tempo, il costo e le dimensioni possono essere molto bassi.
Quali applicazioni IoT passive abbiamo visto?
Negli ultimi anni, l'IoT passivo si sta sviluppando silenziosamente, e recentemente ha attirato ancora una volta l'attenzione dell'industria. È noto come un altro nuovo “negozio” nel settore IoT in 2021 dopo Cat.1.
Ciò non è estraneo al rapido sviluppo di varie tecnologie di comunicazione.. oggigiorno, l'Internet of Things passivo viene ulteriormente esteso, espansione dell'interconnessione passiva basata su Bluetooth, Wi-Fi, Lora, NB-IoT, e tecnologie di comunicazione 5G. Il modello nella figura seguente sul futuro alto, I requisiti di connessione IoT a media e bassa velocità sono un modello molto tipico del settore.
Sappiamo che l'emergere di LPWAN ha ufficialmente aperto l'era dello sviluppo su larga scala dell'Internet of Things alimentato a batteria, e ha risolto la domanda del mercato per l'Internet of Things a bassa potenza con decine di miliardi di connessioni, e i punti dolenti di centinaia di miliardi di Internet of Things passivo sono diventati il prossimo problema da risolvere. Iniziata anche l'attenzione all'Internet of Things passivo. Di conseguenza,, Il modello nella figura precedente è cambiato.
Nella nostra vita quotidiana, siamo circondati da vari segnali radio. Anche se l'energia che può essere raccolta attraverso questi segnali è molto piccola, è sufficiente per il lavoro di un gran numero di nodi IoT passivi, e il segnale può essere utilizzato per realizzare la restituzione dei dati.
Si può dire che la tecnologia IoT passiva sta espandendo la base del “Piramide” di connessioni IoT. Così, quali sono le applicazioni alla base di questa piramide di connessione IoT?
IoT passivo basato su RFID
Allo stato attuale, La tecnologia RFID è la tecnologia Internet of Things passiva più familiare e ampiamente utilizzata, e il suo principio è molto semplice. Quando il tag RFID è vicino al lettore, riceve il segnale a radiofrequenza inviato dal lettore, genera una corrente indotta, e ottiene energia. Attraverso questa piccola energia raccolta, il tag invia informazioni e realizza la comunicazione con il lettore.
Allo stato attuale, la spedizione di prodotti IoT passivi di questo schema ha raggiunto il livello di decine di miliardi all'anno. Nfc, come una sorta di RFID ad alta frequenza, è quasi diventata una configurazione standard negli smartphone, e può anche essere considerata come una tipica applicazione passiva della tecnologia IoT.
IoT passivo basato su Bluetooth
I tag passivi del sensore Bluetooth a bassa energia possono anche completare il rilevamento, archiviazione e comunicazione senza alimentazione. Il tag raccoglie l'energia a radiofrequenza circostante per alimentarla, e utilizza questa energia per inviare i dati del codice di identificazione univoco del tag e le letture del sensore. Una start-up chiamata Wiliot, il suo prodotto è un tag sensore passivo Bluetooth Low Energy, perché non richiede una batteria esterna, quindi la dimensione del prodotto è solo la dimensione di un francobollo, può essere facilmente incollato su vari elementi.
IoT passivo basato su WiFi
Il principio di questo schema è quello di utilizzare la tecnologia di comunicazione a retroriflesso del segnale a radiofrequenza. Quando il router WiFi nelle vicinanze trasmette il segnale a radiofrequenza con una potenza relativamente elevata, il nodo IoT passivo assorbe il segnale a radiofrequenza e modula il coefficiente di riflessione dell'antenna per trasmettere le informazioni del sensore.
Questa tecnologia è stata sviluppata già a partire da 2016 da ricercatori della School of Electronic Engineering dell'Università di Washington, e si chiama Passive WiFi. I nodi passivi WiFi passivi consumano solo 14,5 μW e 59,2 μW durante la trasmissione di 1 Mbps e 11 Mbps, che può raggiungere una distanza di ritorno di 30 metri e anche avere una certa capacità di penetrazione della parete.
IoT passivo basato su LoRa
In 2017, i ricercatori della School of Electronic Engineering dell'Università di Washington negli Stati Uniti hanno adottato la tecnologia a spettro diffuso lineare per migliorare le capacità di ritorno passivo dei tag e compatibile con le apparecchiature Lora commerciali per formare un sistema di modulazione della riflessione basato su Lora. Nel test, i ricercatori sono riusciti a ottenere una modulazione passiva della riflessione dei nodi da qualsiasi posizione separata da 475 misuratori tra la sorgente RF e il ricevitore, e ha restituito correttamente le informazioni del sensore; quando il nodo passivo e la sorgente RF si trovavano nella stessa posizione, il ricevitore che il più lontano può raggiungere 2.8 Chilometri.
IoT passivo basato su 5G
Per supportare l'IoT passivo attraverso le reti cellulari 5G, una difficoltà è il modo in cui i nodi terminali passivi ottengono energia, e l'altra difficoltà è come ottenere il backhaul a lunga distanza, soprattutto quest'ultimo è più difficile. Perché l'energia ottenuta dal terminale passivo attraverso vari metodi è molto debole, Il percorso di ritorno è troppo lungo, e il segnale decadrà rapidamente. Allo stato attuale, la tecnologia più avanzata in fase di laboratorio può già raccogliere energia a radiofrequenza 5G in una specifica banda di frequenza all'interno di un intervallo di 180 Metri, e raccogliere circa 6μW di energia elettrica.
Il layout dell'IoT passivo in patria e all'estero
Allo stato attuale, la ricerca sull'IoT passivo è ancora in fase iniziale. L'energia debole e instabile dell'ambiente, la casualità dell'acquisizione di energia nei nodi, and so on., rendere la connessione dei nodi IoT passivi relativamente fragile e difficile da mantenere la connettività continua. Tutti questi limitano l'applicazione dell'IoT passivo.
tuttavia, ci sono ancora un gran numero di imprese in patria e all'estero che stanno lavorando sodo. Come accennato in precedenza, RFID è attualmente l'applicazione IoT passiva più utilizzata e matura.
