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無源通信技術 智能產業不可或缺的一部分

關注:310     發表時間:2016-10-21 09:34:57

移動互聯網的到來,為智能硬件的應用奠定了重要的基礎。得益于無線通信的技術發展,能令設備在一定范圍內自由移動..

  移動互聯網的到來,為智能硬件的應用奠定了重要的基礎。得益于無線通信的技術發展,能令設備在一定范圍內自由移動,使得設備服務的范圍得到長足的擴展。目前,業界正在推動家居乃至城市等與物聯網融合,共同打造以物聯網為基礎的智能化體系。

  作為智能化技術體系的首要環節——感知層,其主要進行環境信息的識別、采集、處理,為智慧城市的高效運行提供基礎信息。近幾年,得益于自動化短距離無線技術的發展,各式各樣的傳感器已滲透到我們生活中的方方面面,使得智慧城市的感知層得到進一步延伸,擴大了感知的范圍,增強了感知的能力,極大的提高了智能化設備對環境的互動水平。

  然而,無論什么設備,要為用戶提供服務,能源是必不可少,哪怕是設備間最基本的通信都需消耗能源。如果各傳感器單元使用以電池為驅動的技術,電池的更換和管理將成為巨大的負擔,更別說還要考慮電源散熱等問題。為了進一步降低對電源的依賴,目前低功耗無線無源通信技術,正逐漸受到各大企業的青睞。

  試想一下,在一棟采用無源技術解決方案的建筑中,所有的無線電模塊都不需要再安裝電池,不僅可以像基于別的低功耗無線電協議標準的電器設備那樣,省去大量的布線成本,同時還可以省去大量的電池成本以及更換電池的人工成本。

  EnOcean無線電技術

  EnOcean無線通信標準被采納為國際標準“ISO/IEC 14543-3-10”,這也是世界上唯一使用能量采集技術的無線國際標準。EnOcean能量采集模塊能夠采集周圍環境產生的能量,從光、熱、電波、振 動、人體動作等獲得微弱電力。這些能量經過處理以后,用來供給EnOcean超低功耗的無線通訊模塊,實現真正的無數據線,無電源線,無電池的通訊系統。 EnOcean無線標準ISO/IEC14543-3-10使用868MHz,902MHz,928MHz和315MHz頻段,傳輸距離在室外是300 米,室內為30米,傳輸速率125kbps。



  無源電子標簽(RFID)

  RFID技術是目前物聯網中應用得最廣的短距離通信技術,RFID無源標簽,由閱讀器產生的磁場中獲得工作所需的能量,在閱讀器的讀出范圍之外時,電子標簽處于無源狀態,無源電子標簽一般均采用反射調制方式完成電子標簽信息向閱讀器的傳送。其成本很低并具有很長的使用壽命,比主動標簽更小也更輕,讀寫距離則較近。載波頻率分為低頻、中頻和高頻,低頻LF(125kHz - 134kHz)、高頻HF(13.56MHz)、超高頻UHF(860MHz - 960MHz)和微波(2.45GHz、5.8GHz)五類。按照其頻率高低,通信范圍從1M到10M不等。

  無源Wi-Fi

  在無源通信領域除了EnOcean和無源RFID,近期,美國華盛頓大學計算機科學家和電子工程師研發出一種新型的無源Wi-Fi技術,即實現了無線供電技術與Wi-Fi技術的結合,并號稱消耗的電力還不到傳統Wi-Fi的萬分之一。

  無源Wi-Fi工作原理有些類似RFID芯片,其可以被動地吸收附近發射源的無線電波能量,利用電磁后向反射通信技術,在加入新數據的情況下反射信號。一組傳感器只需要利用一個數字轉換器簡單地反射和吸收信號,就可以實現利用極低的能耗產生WiFi數據包。在實驗中無源WiFi與一部智能手機之間的通信距離可達100英尺(約合30米),信號傳輸速率為11Mbps。由于傳感器所產生的都是真正的Wi-Fi數據包,因此其可以與任何Wi-Fi設備進行通信。



  結語

  對于智能化行業來說,無源通信技術除了可以節省各種無線終端設備的電池壽命外,無源通信設備最廣闊的應用前景在于物聯網領域,如各種傳感器等。因為這種技術可以讓所有的設備連接起來,而無需擔心電量的損耗,且不受環境的限制。

  因此無源通信不僅是一種全新的通信類型,還能為這個高度信息化的世界化繁為簡,并連接更多的移動設備。隨著無源通信技術的發展,使得之前因為能源需求超出了電力供應能力而受限的通信技術成為可能,令智能化服務覆蓋進一步深化。


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