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[分享] 无源物联网技术和趋势探索

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发表于 2024-5-16 15:33:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
无源 1.0 采用单点式架构,以超高频 RFID 为代表,包含无源标签、读写器及管理平台三部分。其工作原理是读写器发射射频激励信号以激活无源标签,标签利用反向散射技术将自身信息调制到该射频信号上,读写器接收标签反向散射的信号并进行解调,并将采集到的信息上传到后端管理平台,实现信息的读取与传输。由于读写器端存在较为严重的信号自干扰和读写器间干扰,导致读写器和标签之间的通信距离受限。目前产业重点针对读写器及标签性能进行优化,提升点对点识别和近距离通信能力。


无源 2.0 采用组网式架构,将 RFID 读写器从单点式的收发一体分为激励器和接收器两个设备。在应用中,管理平台负责启动业务流程、统一调度接收器以及数据的分析展示,接收器负责下发指令信号并对激励器进行管理控制,激励器负责向无源标签转发指令信号并为其供能以激活标签,被激活的标签向外界反向散射传输自身数据,并由接收器接收数据并上报,以完成信息读取。无源 2.0通过收发功能分离实现了前向链路与反向链路的解耦,有效降低了读写一体机的自干扰问题,从而提升了接收器对无源标签反向散射信号的接收灵敏度,扩展了系统覆盖范围,同时支持组网部署,优化系统效率,可实现几十米到百余米的区域级覆盖。


无源 3.0 采用全新的蜂窝式架构和协议,将利用基站或终端设备实现对标签的激励和信息采集,借助蜂窝网络上下行干扰抑制、自适应编码调制方式、灵活资源调度、多天线多节点联合传输和移动性管理等优势,实现中远距离传输和规模化覆盖,提供“全程全网”的连接能力。3GPP 目前已经开展无源物联网的标准化研究,根据 3GPP 相关标准定义,无源物联网支持 A 类、B 类和 C 类三种类型的标签。标签技术特性如表 1 所示,系统可根据不同的业务需求,灵活选择标签类型,进一步提升了无源物联网在不同场景的适用性。同时,无源物联中支持其他网络架构或协议的标签也可参照上述能力特点进行分类。


无源 1.0 能够支持局域范围内的点对点识别,在鞋服快消品零售、小型仓储物资盘点等场景已经形成了长期应用,但受限于下行链路预算,其覆盖距离不足10 米(链路余量约 59dB),多用于小范围近距离盘点,难以满足大规模资产管理、定位追踪、出入库等全流程业务自动化需求。无源 2.0 的标签反向识别距离可超过 100 米,具有良好的识别准确率,并且基于组网覆盖,在盘点、出入库业务能力基础上进一步拓展天线级、库位级和米级低成本定位能力,已经实现了落地应用,在大型仓储、资产管理等场景中的单/多道口区域部署,可实现货物的自动化、大规模和高效盘点,正在持续发挥巨大价值。同时,无源 2.0 无需对标签进行改动,可复用现有产业能力和资源,能够支持与单点式的无缝对接及业务快速升级。


未来,无源物联网可以充分利用蜂窝网络基础设施和授权频谱,一是在通信距离、可靠性和安全性等通信性能上将有大幅提升,支持长距离传输、轻量级身份鉴权和多传感融合等重要能力;二是支持跨域标签管理,能够实现端到端全业务流程的打通,消除信息孤岛,实现全程全网全生命周期的综合管理;三是复用蜂窝基站站址,降低读写设备成本及业务部署的难度,利用蜂窝网络实现“一网多能”。基于上述能力优势,无源物联网将实现对各类对象的“三全三化”管理,即全要素、全流程和全生命周期的可视化、自动化和智能化,实现万物“可感、可连”,全流程“可管、可控”,全生命周期数据贯通,进而打造万物互联数字化基座,有效满足产业数字化新需求,将助力物联网连接规模实现千亿级乃至万亿级突破,打造万物互联新业态,促进行业提质、降本、增效、绿色化和安全化,赋能企业生产、人民生活和社会可持续发展。

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