2023年元旦已过，这将是我们终于走出疫情的第一年。

当重要的不确定因素被剔除，此时正是展望未来的好时候：已经拉开帷幕的2023，有哪些值得把握的产业新机会？

如果我们只把目光限制在未来的12个月，也就是2023这一年，那么我们看到的将不仅有5G、Matter、卫星物联网、工业互联网、边缘智能等持续性大趋势，也会看到一些在2022年落地的新机会和小趋势，即将在2023年开花结果。

“无源物联网”结合“泛在式供电”

如何降低物联网终端节点的功耗一直是AIoT核心研究方向之一，业界普遍认为集成了感知、通信和计算能力的无源物联网器件，有望解锁千亿级的IoT链接，实现万物真正的海量式在线，泛在式互联。

无源物联网并非完全不需要供电，而是通过采集环境中寥胜于无的太阳能、振动能、射频能和热能，获取能量并转化为电能。

以往我们普遍关注能量的采集和使用端，也就是一些“给点儿能量就灿烂”的物联网标签类器件。

然而，环境能量采集存在着很多技术挑战，集中体现在能量微弱和随机性明显，尤其是大部分情况下仅有微瓦级的能量供应，在这样的条件下驱动传感器数据采集、通信和计算的稳定工作是一项巨大的挑战。

好在如今，无源物联网的能量供应端取得了突破。2022年泛在式供电与无源物联网标签相结合的应用，率先在澳大利亚某超市中实现。

这种泛在式供电并不同于我们熟知的Qi无线充电，它无需与物体表面接触，而是隔空实现数百乃至数千个物联网标签的供电。

这项技术的解锁意味着我们将在家庭、工业和零售场景中，看到更多支持隔空无线供电的设备。

在澳大利亚的试点超市中，两家公司紧密配合，实现了方案的落地。Wiliot提供的无源物联网标签贴在商品上，实时追踪库存和销售状态。Energous提供的泛在式供电设备安装在天花板上，为数百个标签供电。

通过与电子墨水屏制造商的合作，这家超市尝试每天将标签远程更新多达10次，以便能够灵活调整商品价格。


零功耗无源物联网

助力千亿终端互联互通

无源物联网最早是在军事领域应用，后逐步渗透到工业、交通等民用商用领域，随着新兴数字标签技术的出现，在RFID的基础上，无源物联网进一步延伸拓展至 Wi-Fi、蓝牙、UWB、LoRa、5G等蜂窝/非蜂窝技术的无源互联。无需电池供电即可联网通信，是无源物联网最大的优势，凭借极低的部署和维护成本、灵活多变的应用场景，无源物联网成为解决更广范围内终端供能需求的希望。

无源物联网的研究主要依托这三类底层技术：

首先是环境能量采集。无源物联网标签侧设备不依赖电池或电源线供电，而是通过捕捉环境中的能量，转化为电能使用，能量的来源可包括光能、热能、动能、射频等。太阳能是目前转换效率最高的方案，电磁波在单一频段下能量转化效率可达到50%，在多频段的复杂场景下只有1~2%，温度差热能采集对使用环境有要求，转化效率低于10%。以下是几种成熟的能量采集技术优缺点：

其次是低功耗计算。无源物联网终端运行时可利用的能量有限，这决定了驱动电路或芯片用于计算的功耗需求不能太高，目前成熟应用低功耗计算的MCU芯片一般功耗在 μW 级别。

最后是依靠低功耗通信——“反向散射”实现数据通信。无源物联网终端往往以低耗能的近距离低速率通信技术为主，更多依靠反向散射的方式反射接收到的射频信号以传输数据。

当前正处于无源技术革新的关键期，中国移动研究院IoT研究所认为无源物联技术演进路径可分为单点式无源1.0、组网式无源2.0、蜂窝式无源3.0三个阶段，传统RFID应用采取点对点近距离读写一体的架构，存在较强的自干扰和互干扰问题，主要应用在快销品、仓储领域。新型组网式无源2.0技术采取收发分离式系统，支持组网部署，解决干扰问题提升了接受距离，在一定程度上拓展RFID应用场景。

在3.0阶段,可以进一步发挥蜂窝网络优势，利用基站拓展通信距离，为更大范围和更复杂场景的组网应用需求，如资产全生命周期管理提供可能。如2021年华为提出5.5G无源物联网Passive IoT的方案构想，通过蜂窝网络将RFID支持的场景传输距离由10米级扩大至百米级别，砍掉专用的读写器，使终端向蜂窝网关节点进行自我回传。

凭借零功耗、小体积等优势，无源物联网可以在工业传感器、智能交通、智慧物流、智能仓储、智慧农业、智慧城市、能源领域等产业物联网领域以及智能穿戴、智能家居、医疗护理等消费物联网领域有广泛的应用前景。


RFID借势兴起，千亿市场待开发

RFID并不是一项新技术，但RFID无源物联网却是一个新词。

在最近的1年多的时间里，无源物联网这一概念被一批做蓝牙、UWB、甚至是5G的企业给带火了，因为它相比于有源物联网而言，有更大的连接数量想象空间。

从上面的模型图中可以看到，业界对于无源物联网的连接预期是千亿级的量。

事实上，这并不夸张，因为作为无源物联网技术的一种，RFID已经被广泛使用。

根据AIoT星图研究院最新的调研结果，在2021年度，仅UHF RFID的全球出货量就到达了230亿左右，而加上低频与高频的量，每年的全球无源RFID的总出货量接近300亿。

随着RFID标签成本的进一步降低，目前在物流快递、商超零售、医疗耗材、图书档案、防伪溯源等量非常大的应用领域在快速普及RFID电子标签，每年千亿级的量并不是一个遥不可及的梦。

为什么是RFID将会成为时代的答案?

无线传输技术有很多，为什么RFID会是时代的答案?

要评判一个无源无线电技术的优劣，主要有两个指标，第一个指标是工作的距离，工作距离越远，适用的场景就越广;第二个指标就是成本，无源物联网适用的场景就是低成本，谁的成本更低，谁就更有优势。

1、相较于其他的无线技术，无源RFID可以传输得更远

无线电波无源物联网方案想要获得较远的传输距离，对相应产品有两个层面的要求。

第一，是从无线电波中吸取能量的效率要高。

从无线电波中吸取能量有近场与远场之分。近场能量传输主要是通过线圈的电感耦合，传输距离很近，比如说NFC就是采用这种方式，一般工作距离只有几厘米。

而远场传输为微波辐射系统，电磁能量的传送是在远场区域(辐射场)中完成。常见的通信技术比如UHF RFID、蓝牙、Wi-Fi等都是在远场中完成能量传输。

第二，就是芯片的工作电流要足够低

标签芯片的工作电流越低，相应的工作距离也会越远。在实际的应用中，会通过加电容的方式储存电量，在应用的时候通过电容放电以达到芯片的工作要求，也可以扩大芯片的工作距离，但这针对的是低频次数据传输的场景。

通过上述两个维度的筛选，可以很直观地得出一个结论，那就是RFID是最优秀的无源物联网技术。

2、RFID的成本优势明显

目前RFID的标签使用量每年已有数百亿，庞大的规模刺激标签的成本价格在逐渐降低，以UHF RFID标签为例，目前在鞋服零售这类大批量通用市场上，它的市场售价稳定在2-3毛人民币，并且有继续下降的趋势，而市场上备受关注的快递物流包裹场景中，对于电子标签的成本价要求是1毛以内，这并不是一个不可达到的目标。

而相比之下，wifi、蓝牙、UWB等其他的无源物联网技术，一颗芯片的成本都要几块到几十块，即便是为了适应无源场景而进行功能的简化与成本低的优化，也很难达到RFID的水平。

所以，从成本上来说，RFID是未来千亿级低成本IoT连接方案的正确答案。