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物聯網開(kāi)發

千億起點,無源物聯網正當時!

    随着物聯網技術在各類消費(fèi)終端和行業領域的規模化應用,全球物聯網連接數已經突破144億,我國也于去(qù)年成爲全球主要經濟體(tǐ)中(zhōng)率先實現“物超人”的國家。


    在數字經濟和綠色低碳經濟的浪潮之下(xià),未來物聯網應用的廣度和深度還将進一(yī)步拓展,向萬物互聯加速邁進。在此背景下(xià),具有功耗、成本、尺寸等方面優勢的無源物聯網技術再次走進公衆視野,被認爲是實現千億級物聯網連接的關鍵技術。“産學研”各界正圍繞技術、标準、産業、應用積極布局,推動新型無源物聯網快速發展。


無源物聯網


    正在迸發全新生(shēng)機


    無源物聯網是利用環境能量采集技術,将周圍可用的信号和能量轉化爲驅動自(zì)身電路的電能,同時利用以反向散射爲核心的通信模式,實現向目标節點傳遞信息的技術。相(xiàng)較于其他物聯網技術,無源物聯網主要具備4方面優勢。


    一(yī)是節能環保,無源物聯網通過采集環境能量維持正常工作,不依賴電源供電,有效降低了碳排放(fàng),避免了廢棄電池對環境的污染。二是價格低廉,無源物聯網省去(qù)了電源和高功耗元器件的成本,目前無源物聯網标簽的價格已經能夠控制在0.2~0.3元的水平,遠低于NB-IoT、LoRa、BLE等低功耗物聯網技術的模組價格,有利于物聯網連接數的進一(yī)步大(dà)規模提升。三是尺寸精簡,無源物聯網終端無需爲電源等硬件預留空間,形态更爲輕薄美觀,整體(tǐ)更加便攜且易于部署。四是廣泛适用,無源物聯網無需考慮常規電源對工作環境的要求,可在高溫、高輻射、高濕度等極端環境中(zhōng)正常工作,大(dà)大(dà)拓寬了應用場景。


    無源物聯網并不是一(yī)個新興概念。早在20世紀40年代,雷達技術的發展和進步就催生(shēng)了最具代表性的無源物聯網技術——RFID,其主要用于軍事(shì)領域。1980年後,RFID開(kāi)始商用,并于2010年進入規模化推廣階段,産品種類不斷豐富,生(shēng)産成本進一(yī)步下(xià)降,至今已發展成應用最爲廣泛的無源物聯網技術。然而,随着應用需求的升級,RFID逐漸暴露出通信距離(lí)短、讀寫能力弱等“短闆”。借此契機,業界于近期提出了新型無源物聯網概念——基于蜂窩的無源物聯網。


    與RFID相(xiàng)比,在終端側,新型無源物聯網技術對RFID協議進行了優化,且将工作頻(pín)率更改至蜂窩移動通信頻(pín)段,因此需要基于全新的芯片和天線打造新型無源标簽;在讀寫器側,新型無源物聯網技術利用5G基站替代傳統一(yī)體(tǐ)式讀寫器,基于5G基站更高的發射功率激勵新型無源标簽,使其能夠在更遠的距離(lí)将感知(zhī)信息直接回傳至5G網絡,便于實現大(dà)規模組網和集中(zhōng)調度,極大(dà)地降低了無源物聯網系統的部署成本。


    與此同時,無源物聯網與5G蜂窩網絡相(xiàng)結合,還将進一(yī)步拓展移動物聯網的範疇和邊界,助力移動物聯網加速發展。


    千億隻是起點


    在IoT行業,連接數字是評判一(yī)個市場的核心指标。比如說,藍(lán)牙技術,每年市場出貨量約60億左右;NB-IoT,每年出貨量約1億。而很多人在預測未來潛力的時候,也都喜歡引用未來每年500億,乃至1000億的連接量。


    如果隻看出貨量的大(dà)小(xiǎo),扛把子當屬RFID無源IoT标簽,根據AIoT星圖研究院最新的調研,全球UHF RFID标簽出貨量在2022年已經達到了360億。


    熟悉RFID的朋友(yǒu)應該知(zhī)道,作爲一(yī)種最早商用的IoT技術,RFID産業已經比較成熟,并且早在10多年前,每年的标簽出貨量就超過了100億枚,正常來說,一(yī)個産業基數很大(dà)的時候,它的增速就會降低,但(dàn)RFID無源物聯網的連接數字卻呈現出加快增長的趨勢,這足以說明了每年千億級的連接絕不是它的終點。


    往往一(yī)個單體(tǐ)項目,就會有很龐大(dà)的RFID标簽消耗量,比如說:沃爾瑪目前每年消耗RFID标簽量超過了100億枚,而這隻是用在沃爾瑪的部分(fēn)商品,地域也僅在北美地區;UPS每年RFID标簽使用量約50-60億枚,而國内每年的快遞包裹數量超過了1100億枚;迪卡侬、ZARA、優衣庫、耐克等鞋服品牌,每年消耗的RFID标簽數量也是10億級别的。


    由此可見,作爲消耗品的RFID标簽,隻要在某些領域,或者某些客戶中(zhōng)使用,它的增長數字就非常龐大(dà)。


    無源物聯網産業新趨勢


    1.國産應用客戶越來越多


    在早些年,UHF RFID标簽雖然産能絕大(dà)多數在國内,但(dàn)是國外(wài)的品牌卻占據了絕大(dà)多數的應用量,國内主要就是一(yī)些定制化的散客市場有應用,不夠集中(zhōng)。


    但(dàn)是在最近的調研中(zhōng),我們發現國内市場的客戶應用越來越多,在鞋服市場,有不僅有安踏、鄂爾多斯、全棉時代、海瀾之家這樣的大(dà)品牌,還有很多每年消耗量在幾百萬到幾千萬的中(zhōng)小(xiǎo)品牌,這類品牌走電商渠道爲主,這會帶來追溯的需求,以及防僞認證的需求。而除此之外(wài),在醫療、金融系統、快遞物流乃至家用電器領域,RFID标簽的應用都非常普遍。


    2.RFID讀寫器與更多的傳統設備相(xiàng)結合


    UHF RFID讀寫器的功能是對标簽進行讀取與寫入數據,在很多場景中(zhōng),是需要專門定制,但(dàn)在我們最新的調研中(zhōng)發現,将讀寫器設備與傳統領域的設備結合起來,會有很好的化學反應。最典型的就是櫃體(tǐ),比如圖書(shū)檔案櫃,或者醫療領域的設備器材櫃,本身是一(yī)個很傳統的産品,但(dàn)是加上RFID之後,就會變成可以進行身份識别,行爲管理,貴重物品監管等功能的智能産品。對于方案廠來說,加上櫃體(tǐ)之後,價格可以賣得更好。


    3.企業逐漸紮根細分(fēn)領域


    RFID行業的從業者應該對這個行業激烈的“内卷”深有體(tǐ)會,内卷的根本原因是這個産業比較小(xiǎo)。在最新的調研中(zhōng),我們發現市場上已經有越來越多的企業在往傳統領域深度紮根,比如醫療、電力、機場等,因爲要做好一(yī)個行業需要花大(dà)量的精力去(qù)認識與理解行業,這不是一(yī)蹴而就的事(shì)情。做好一(yī)個行業,既可以加深企業自(zì)身的護城河,也可以避免無序的競争。


    4.雙頻(pín)RFID越來越受歡迎


    UHF RFID标簽雖然是應用最廣的标簽,但(dàn)是它最大(dà)的問題就是沒法直接與手機産生(shēng)互動,而在很多應用場景中(zhōng)需要跟手機産生(shēng)互動。這就是雙頻(pín)RFID産品在市場上受歡迎的最主要原因,未來随着RFID标簽應用越來越廣,需要用到雙頻(pín)RFID标簽的場景也将會越來越多。


    5.生(shēng)産設備國産化正在崛起


    生(shēng)産設備是UHF RFID産業一(yī)道門檻,而國産廠商也在逐漸攻破這道門檻,目前在技術門檻最高的綁定機環節,依然是紐豹占據主要的市場,不過國産設備商新晶路的設備使用也越來越多,除此之外(wài),哈德勝、傳麒智能、源明傑等廠商也在研發綁定設備。


    生(shēng)産設備需要增量市場,每年需要有新的需求增加或者新的玩家進入,才會有購置新的設備需求,這注定了市場容量不會特别大(dà),,所以設備廠商需要給單個客戶做高産值。這就需要設備廠商提供綁定機、複合機、檢測設備、打印設備等多樣性的設備,并且根據客戶的需求做定制化的開(kāi)發。


    無源物聯網應用範圍正進一(yī)步擴大(dà)


    憑借在能耗、成本、尺寸等方面的優勢,無源物聯網已經得到了較大(dà)規模的應用。當前,RFID主要應用于商超、零售、鞋服行業,應用場景局限于小(xiǎo)型室内空間,依賴标簽與讀寫器的一(yī)對一(yī)通信。得益于新型無源物聯網技術在通信距離(lí)、組網規模、部署成本等方面的優化,無源物聯網正在倉儲物流、電力、交通、畜牧等更廣泛的領域内得到應用。


    倉儲物流場景具有移動範圍廣、包裹數量多、數據讀取頻(pín)繁等特點,RFID不能很好滿足倉儲物流的聯網需求。基于新型無源物聯網技術構建倉儲物流系統,能夠實現室外(wài)超100米、室内超30米的網絡通信距離(lí),支持大(dà)批量貨物的自(zì)動化讀取。同時,新型無源物聯網技術具備規模化組網與精準定位能力,有利于實現大(dà)型倉庫中(zhōng)貨物精準查找與快速流轉,顯着提升倉儲物流各環節的效率,助力實現智慧倉儲和智慧物流。


    電力場景具有占地面積廣、站點數量多等特點,一(yī)般要求終端網絡通信距離(lí)超過50 米,且具備抗電磁幹擾能力以及溫濕度、振動傳感能力。爲此,可将新型無源标簽部署于輸電線路、室外(wài)電纜等廣域沿線覆蓋區域,實現相(xiàng)應場景傳感能力從無到有的突破。同時,新型無源标簽易與多傳感器結合,實現對溫度、濕度、振動等多維度感知(zhī)能力的集成,爲智能電力管理降本增效。


    交通場景中(zhōng)非機動車數量龐大(dà)、移動速度快、移動範圍廣,對物聯網終端通信距離(lí)、網絡覆蓋質量和網絡切換能力均提出較高要求。新型無源物聯網技術支持廣域連續組網與精準定位,通過在非機動車中(zhōng)嵌入新型無源标簽,交通管理部門可以更加精準地管理超速行駛、違規變道、亂停亂放(fàng)等不良行爲,降低交通事(shì)故發生(shēng)頻(pín)率,提升非機動車智能化監管效率。


    畜牧場景中(zhōng)牲畜數量多、活動範圍廣,且大(dà)多位于室外(wài),5G蜂窩網絡覆蓋條件良好。通過将新型無源标簽與生(shēng)物識别傳感器相(xiàng)結合,可大(dà)範圍地遠程監測牲畜的數量、身體(tǐ)狀态和行爲軌迹,極大(dà)提高農戶工作效率與便利性。新型無源物聯網技術還有助于實現養殖、收購、加工、運輸、銷售等全環節信息的實時入網、追蹤和查詢,爲牲畜疾病防治、有關部門監督管理提供有效依據,保障現代畜牧業的健康發展。


    西安市碑林區順飛揚電子産品經營部是一(yī)家提供科技類物聯網開(kāi)發軟硬件定制化方案服務商、也是中(zhōng)原地區領先的物聯網終端設備解決方案提供商。緻力共享換電櫃、智能充電樁、共享洗車機、物聯網軟硬件等服務平台的方案開(kāi)發與運維。總部位于河南(nán)省鄭州市高新區,已取得國家高新技術企業認證證書(shū)。經過10多年的業務開(kāi)拓,公司已經形成了以中(zhōng)原地區爲中(zhōng)心、業務遍布全國的經營格局。


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