“源”,即電源、能量源。“無源”,即不接外部電源、不帶電池。因此,“無源物聯網”是指接入網絡的終端節點設備,在不帶電源線和無內置電池的情況下,實現數據的采集、傳輸和分布式計算等功能。不帶電源線、無內置電池,并非終端節點設備無需能量,而是換了一種獲取能量的方式,變為主要從環境中獲取微能量支持自身正常運轉。同時,“無源化”的對象并非網絡,而是終端節點設備,亦即,網絡側的功能方式未發生根本性變化。
無源物聯網是終端設備連接向自供能、低功耗方向發展的一項重要技術方案,隨著無源物聯網技術的突破和應用規模的擴大,無源物聯網甚至有望推動新一輪能源革命。
無源物聯網的特點和優勢
無源物聯網通過技術創新,減少對人工能源的依賴,轉為從自然中獲取能量,開創出一種在自供能、低功耗工作基礎上的能源自給自足的物聯網新運轉模式。
(一)微能自供
微能量在環境中普遍存在,但未被有效采集和利用。無源物聯網終端節點設備通過采集環境中普遍存在的微能量支持自身運轉,相對有源物聯網具有更高的經濟效益優勢,以及低碳綠色的社會效益優勢。
(二)能效
實現“無源”目標,需要克服許多技術難點,其核心為“通過任何來源所獲得的能量必須超過設備運行本身所需的功耗”。因此,如何盡量降低設備能耗,利用節點當前的能量來完成盡可能多的數據感知、傳輸、計算任務,是無源物聯網解決方案的主要努力方向之一。
(三)綠色環保
無源物聯網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境污染。
(四)廣泛適用
無源物聯網的終端節點設備無需攜帶電池或連接電源,從環境采集能量的特性可以滿足大量小體積和作業場景的要求,從而有著更廣泛的適用空間。例如,RFID技術作為目前應用的無源物聯網技術,其產品出貨量已達到每年數百億的級別,在零售、醫療、物流、制造等行業廣泛使用。