Urządzenia internetu rzeczy bez baterii. Czym jest system Zero-Power Communication?

W najbliższej przyszłości urządzenia IoT będą w stanie pobierać energię przez Bluetooth, WiFi i sygnał komórkowy. W konsekwencji zmniejszy się ich rozmiar, zwiększy wytrzymałość, a cena znacząco spadnie. Specjalne elektroniczne naklejki (tagi) są stosowane do lokalizowania urządzeń, a przy tym nie wymagają wymiany ani ładowania baterii.

To wszystko wpłynie nie tylko na nas jako użytkowników, ale także na świat, który nas otacza. Na przykład, dzięki temu rozwiązaniu zagrożone wyginięciem ptaki będą wyposażone w dalekodystansowe lokalizatory, a liczba montowanych baterii znacznie się zmniejszy. Tak według przewidywań OPPO będzie wyglądała przyszłość. Jej opis został zawarty w białej księdze pt. Zero-Power Communication.

Urządzenia wyposażone w technologię Zero-Power

Obecnie większość sprzętu elektronicznego jest zasilana z baterii. Chociaż technologia wytwarzania baterii przez lata znacznie ewoluowała, wciąż boryka się z wieloma problemami, m.in. samym rozmiarem, kosztami produkcji, żywotnością czy wpływem na środowisko. Technologia Zero-Power Communication pozwala wyeliminować baterię z urządzeń i uzyskać z otoczenia energię z fal radiowych. W konsekwencji oparte na niej urządzenia mają niewielki rozmiar oraz są wydajne i nisko kosztowe. Takie właściwości sprawdzą się w użytku komercyjnym, m.in. w magazynach, logistyce, rolnictwie, urządzeniach IoT, inteligentnych domach i innych nowoczesnych konsumenckich rozwiązaniach technicznych.

RFID to technologia z problemami

Stosowana już pasywna technologia łączności RFID (systemy zdalnej identyfikacji radiowej) jest obarczona wieloma problemami, takimi jak: niewielki zasięg, niska wydajność czy bardzo mała pojemność. Jest to poważnym wyzwaniem w stosowaniu technologii RFID w wyspecjalizowanych lub skomplikowanych rozwiązaniach, takich jak przemysłowe sieci oparte na czujnikach, wysokowydajna logistyka oraz magazynowanie, tanie i energooszczędne inteligentne domy oraz miniaturowa technologia ubieralna.

Zero-Power kontra RFID

W przeciwieństwie do RFID urządzenia wyposażone w technologię Zero-Power mogą gromadzić energię z sygnałów radiowych z otoczenia, np. nadajników TV i radiowych (FM), nadajników sieci komórkowej czy punktów dostępowych WiFi (AP). Po zgromadzeniu energii z fal radiowych urządzenie może modulować otaczające je sygnały radiowe własnymi informacjami i przesyłać je na zewnątrz w procesie znanym jako rozpraszanie wsteczne (backscattering communication). Projektując sieci komunikacyjne Zero-Power, należy obok pasm nielicencjonowanych i licencjonowanych wziąć pod uwagę współistnienie systemów komunikacyjnych Zero-Power i istniejących systemów 4G/5G.

Internet Rzeczy w Polsce — gdzie funkcjonują już rozwiązania?Mikołaj Frączak

Jak działa system Zero-Power?

System łączności Zero-Power może być oparty na komunikacji komórkowej, tzw. komunikacji sidelink (komunikacja urządzeń z pominięciem sieci) lub na formie hybrydowej. Systemy łączności Zero-Power oparte na sieci komórkowej najlepiej sprawdzą się w zastosowaniach przemysłowych, w których wykorzystuje się sieci czujników, np. kiedy urządzenia mogą wymagać wdrożenia w skrajnie niekorzystnych środowiskach, gdzie liczba urządzeń jest duża lub gdzie koszty wdrożenia i obsługi technicznej urządzeń aktywnych są bardzo wysokie.

Drugi sposób komunikacji, sidelink, jest bardziej odpowiedni do niskonakładowej komunikacji krótkiego zasięgu, na której są oparte m.in. urządzenia ubieralne oraz inteligentne urządzenia domowe, które same mogą być wykorzystywane do przetwarzania otrzymywanych danych. Hybrydowe podejście ponadto umożliwia programistom większą liczbę zastosowań wykorzystujących system łączności Zero-Power.

Łączność Zero-Power – jakie wykorzystuje technologie?

Łączność Zero-Power przede wszystkim opiera się na pozyskiwaniu energii z fal radiowych (RF), tzw. rozpraszaniu wstecznym (backscattering) oraz technologii obliczeniowej o niskim poborze mocy.

OPPO stworzyło już system łączności Zero-Power Communication i pokazało, że to podejście do projektowania przyszłych standardów komunikacji sieciowej nadaje się do praktycznych zastosowań. W kolejnych latach OPPO będzie promować rozwój tej technologii. Firma przewiduje, że jej system zostanie wdrożony komercyjnie w ciągu 3–5 lat.

Dziękujemy, że przeczytałaś/eś nasz artykuł do końca. Jeśli chcesz być na bieżąco z informacjami za zakresu bezpieczeństwa, zapraszamy do naszego serwisu ponownie!
Jeżeli podobał Ci się artykuł podziel się z innymi udostępniając go w mediach społecznościowych.