中国移动：面向万物互联的无源物联技术（2022）_48页_4mb

面向万物互联的无源物联网技术（2022）总结

核心内容概述

无源物联网技术以其低成本、零功耗、易部署等优势，成为推动万物互联的重要技术方向。它通过环境能量采集与反向散射通信，实现无需电池的设备信息传递，解决了传统物联网终端在能耗、尺寸、成本等方面的问题。无源物联网技术可划分为**单点式（1.0）、组网式（2.0）、蜂窝式（3.0）**三个发展阶段，分别满足点对点通信、区域组网、以及“全程全网”的通信需求。

主要观点

• 无源物联网技术发展路径：无源物联网将经历三个阶段的演进，逐步实现从单点通信到广域覆盖，满足不同场景的通信需求。
• 技术瓶颈与解决方案：无源1.0系统受限于通信距离与自干扰问题，而无源2.0与3.0通过架构优化与蜂窝网络融合，显著提升了通信距离与系统效率。
• 行业应用广泛：无源物联网已在物流、仓储、制造、电力、交通、医疗、畜牧、家居等领域实现应用，为产业数字化转型提供支撑。
• 技术标准与政策支持：随着国家政策与行业标准的完善，无源物联网技术正逐步走向成熟，并推动相关产业生态的发展。
• 关键技术创新：无源物联网在感知、通信、数据与智能等方面，均有大量技术突破，如新型标签、多址接入技术、通信安全机制等。

关键信息

无源物联网技术分类

• RFID：作为无源物联网的代表技术，具有低成本、低功耗、易部署等优势，已广泛应用于资产管理。
• 无源蓝牙标签：功耗低，但产业化程度较低，应用受限。
• 基于Wi-Fi及LoRa的无源技术：通信距离更远，但多处于研究阶段，尚未实现规模化商用。
• 蜂窝式无源物联网：结合蜂窝网络，实现广域覆盖，成为未来重点研究方向。

无源物联网三阶段发展

无源物联网关键技术

1. 感知技术

• 新型无源标签：集成多种感知能力，如温湿度、压力、振动、生物等，支持“感、通”一体化。
• 环境能量采集：包括射频能、太阳能、热能、动能等，实现标签自供能。
• 天线技术：研究极化方式、阻抗匹配、小型化设计等，以提升通信性能与标签体积适应性。

2. 通信技术

• 调制与编码方式：支持BPSK、QPSK、Polar码等高效方式，提升通信速率。
• 多址接入技术：研究TDMA、NOMA等，以提高系统吞吐量与通信效率。
• 通信安全技术：设计基于信道特征的物理层加密机制，实现标签身份认证与数据安全。
• 简化协议栈设计：采用PHY-MAC或PHY-RRC三层结构，降低通信复杂度。

3. 数据与智能技术

• 定位技术：包括基于RSSI、载波相位、多天线波束控制等，实现高精度定位。
• 标识技术：设计新型标识体系，兼容蜂窝网络，提升数据管理能力。
• 数据挖掘技术：利用AI、决策树、神经网络等，挖掘数据价值，支持全生命周期管理。

典型行业应用

• 物流：实现全生命周期追溯，支持温湿度、振动等传感，提升运输效率。
• 仓储：支持大规模、高精度的自动化盘点，实现库存可视化与管理智能化。
• 制造：部署于高/低温、高电磁干扰环境，实现资产全生命周期管理与生产监控。
• 电力：用于输电线路、配电房等场景的温湿度监测，实现电网智能化。
• 交通：用于电动自行车监管，支持远程监控与定位，提升交通安全。
• 医疗：实现医疗资产高效管理与病人健康监测，支持植入式设备无电池运行。
• 畜牧：用于牲畜监控，实现远程追踪与行为分析，提升养殖效率。
• 家居：实现设备自动识别与管理，支持智能家居场景。

总结

无源物联网技术作为下一代物联网的重要组成部分，具备低成本、免维护、广覆盖等优势，适用于多种复杂场景。随着技术的不断演进与产业生态的完善，其在物流、仓储、制造、电力、交通、医疗、畜牧、家居等垂直行业中的应用不断拓展，推动产业数智化升级。未来，无源物联网技术将在蜂窝网络融合的基础上，进一步提升通信能力与系统智能化水平，实现“全程全网”的通信架构，成为万物互联的重要支撑技术。