正值CES 2022舉辦之際，三星在此之前接二連三地發布的包括手機、電視、顯示器等在內的一系列新品現場亮相，這讓原本稍顯冷清的 CES 2022 熱鬧了些許。

在琳瑯滿目的新產品中，有關其中一個新產品的描述是這樣的：

在三星為其2021 年的電視推出太陽能供電的環保遙控器之后，三星又推出了一個新版遙控器，名為 Eco Remote，該遙控器采用了一個非常特別的技術。

除了與之前的環保遙控器一樣，可以用太陽能充電以外，三星還在這個遙控器中增加了射頻采集功能，讓遙控器通過“收集路由器的無線電波并將其轉換為能量”來充電。除了新的射頻采集功能外，Eco Remote 可以通過室外和室內光線或通過 USB-C 充電。

從上面的內容中，我們可以捕捉到了一個重點：遙控器可通過收集路由器的無線電波并將其轉換為能量來充電。

經了解，這個為環保而生的遙控器是三星在環保路上邁出的又一大步。早在去年，三星就推出一款環保型遙控器，舊版本用太陽能發電取代了傳統的干電池能源。這次所謂的非常特別的技術事實上也并沒有那么神秘，換句話說，就是新版本除了利用太陽能以外，還能將WiFi 的射頻信號轉化成能量，實現WiFi充電。

而這不就是我們平常所說的無源物聯網嗎?

無源物聯網，從三星遙控器到家電應用暢想

射頻能量采集聽起來有點像低調的魔術，但它實際上是一項相當成熟的技術。它依賴于將電磁能(如WiFi路由器或其他設備產生的電磁能)轉化為直流電能，一些小型電子產品就可以使用。

因為WiFi 發電產生的能量非常小，確實也僅適用于諸如遙控器、可穿戴等這類的低功耗終端設備，暫時無法在各類電器中大范圍鋪開。在報道中，三星雖然沒有說2022年的這款遙控器在單獨使用射頻能源的情況下可以持續的時長，但太陽能和射頻采集的結合應該意味著這款遙控器出現沒電的情況基本不會發生。

在我們日常適應的其他家電中，由于本身就需要用到電能，因此互聯需要的耗能在家電這里根本就不是問題。但是，未來或許會產生較大的改變。

• 首先，越來越多的家電走向無線化，家里的吸塵器、洗地機都不再拖著長長的電源線，咖啡機、電熱水杯、果汁杯這些家電也都有變成便攜產品的需求。
• 其次，未來會有越來越多的原本不接入市電的設備接入物聯網，那么這些離線物品如何供電?

那么，未來無源物聯網技術得到更長足的發展之后，在小型家電應用這塊市場或許會有一定的發展空間。

無源物聯網改寫環保新篇章

當我們談到設備無線化、原本離線物品在線化后供電這兩個問題時，或許最容易想到的解決方案是電池供電，干電池、紐扣電池用在耗能少的地方，可充電電池包用在耗能多的地方。因此電池的需求一下子空前地高漲起來。

根據中國輕工業信息中心整理的數據了解到：

• 2021年1-8月，全國電池制造業主要產品中，鋰離子電池產量146.0億只，同比增長38.7%;鉛蓄電池產量15518.7萬千伏安時，同比增長18.7%;原電池及原電池組(非扣式)產量275.7億只，同比增長7.2%。
• 2021年8月，全國鋰離子電池完成產量19.0億只，同比增長5.4%;鉛蓄電池產量2134.4萬千伏安時，同比增長8.8%;原電池及原電池組(非扣式)產量36.9億只，同比下降2.0%。

然而，電池在解決問題的同時，隨之而來的是環保方面的巨大挑戰。而我們知道，無源物聯網的最大優勢，就是完全不需要電池。

• 減少電池更換的人力成本和電池組件成本。我們常說，NB-IoT技術能讓一些終端的電池使用周期長達10年，而無源物聯網終身不需要。
• 不用電池，有利于環保。單個電池雖然很小，但千億級的數量規模，環保影響不容小覷。
• 沒有電池，終端的體積可以進一步縮小。例如RFID標簽，做成一個小貼片將大大有利于終端設計。

WiFi以外，無源物聯網還可以基于哪些通信?

幾年來，無源物聯網一直默默發展，而最近又一次得到業界的關注，這與各類通信技術的快速發展不無關系。如今，除了前文所提的WiFi以外，無源物聯網已擴展到基于藍牙、LoRa、NB-IoT、5G通信技術的無源互聯。

日常生活中，我們被各種無線電信號包圍著，通過這些信號所能收集的能量雖然非常微量，但對于大量無源物聯網節點的工作來說已經足夠，而且可借助信號實現數據的回傳。

(1) 基于RFID的無源物聯網

目前， RFID技術是我們最為熟悉、應用最廣泛的無源物聯網技術。目前，這種方案的無源物聯網產品出貨量已達到每年數百億的級別。NFC作為高頻RFID的一種，通過NFC充電的方式可以減少單獨的無線充電組件的需求，降低天線在設備內部的占用面積，對于可穿戴設備來說是個不錯的無線充電解決方案。

(2) 基于藍牙的無源物聯網

無源藍牙低功耗傳感器標簽無需供電，也可完成感知、存儲和通信，該標簽通過收集周圍的無線射頻能量來為其供電，并借助這些能量發送標簽唯一標識碼的數據以及傳感器讀數。一家名為Wiliot的初創公司，其產品正是一款無源藍牙低功耗傳感器標簽，因為不需要外加電池，因此該產品的尺寸僅是郵票大小，能便捷地粘貼在各種物品之上。

(3) 基于LoRa的無源物聯網

2017年，美國華盛頓大學電子工程學院的研究人員采用線性擴頻技術，提升無源標簽回傳能力，并與商用的LoRa設備兼容，形成基于LoRa的反射調制系統。在測試中，研究人員成功地從射頻源和接收器之間相隔475米的任何位置可以實現無源節點反射調制，成功回傳傳感器信息;將無源節點與射頻源位于同一位置時，接收器最遠可達2.8公里。

(4) 基于5G的無源物聯網

通過5G蜂窩網絡支持無源物聯，一個難點是無源終端節點如何獲取能量，另一個難點在于如何實現長距離回傳，尤其是后者的難度更大。因為無源終端通過各種方式獲得的能量是非常微弱的，回傳路徑過長，信號會快速衰減。目前在實驗室階段最先進的技術，已經可以做到在180米的范圍內，收集特定頻段的5G射頻能量，采集到約6µW的電力。

寫在最后

隨著全球思維從制造更多能源轉變為使用更少能源并利用周圍環境的能源，希望將無源的觀點帶入到更多的物聯網應用中，相信未來還將會有更多的通信技術加入到無源物聯網的應用中。例如，此前了解到的Next G聯盟也正致力于無源的特點加入到6G規劃路線中，或許我們也可以期待下無電池6G的到來。

可以預見，未來，無源物聯網將會入侵我們日常生活中。