【hvac】物聯網發展的重要性如何確保物聯網系統的電源供應？

感測器、儲存器、顯示器、通訊裝置和處理器的激增仍在加速。物聯網（IoT）的發展讓幾乎所有應用中的系統的連線要求出現了爆炸式增長，這些應用系統用於家庭、汽車、購物中心、工業設施、製造設施，甚至是戰場。為實現大量無線連線系統的通訊，這些裝置都需要某種電源進行供電。確保無線節點供電的典型方法為：使用可持續能源（例如太陽能電池板、風力渦輪機等）將其連線到電力供應基礎設施（如電網），或者在無線節點上安裝有限的能源儲存系統，但該系統不可避免的會在某個時刻發生故障。

因為節點的處理功率和耗電傳輸電路的功能，無線節點的執行需要大量電能。無線節點的範圍由目的地接收器的靈敏度以及發端發射機的功率輸出決定。因此，需要降低具有有限電源的無線節點的總傳輸能量，這在本質上減小了它們的範圍。一種克服這一問題的方法是使用網狀網路，該網狀網路能夠透過一個或多個跳躍將訊號從一個遠端節點重新傳輸到目的地節點或閘道器。

雖然這解決了需要更高功率發射機的問題，並且可以節省一些能量，但是每增加一次跳躍傳輸都會消耗額外的能量。因此，取決於網路配置、節點佈置和傳輸到達其目的地所需的跳躍數，網狀網路能夠或者不能夠比單個高功率發射機更節能。然而，網狀網路可以設計成比非網狀網路更可靠的網路，特別是當網路被設計成具有智慧配置功能時，如果節點發生故障，其會有“自我修復”功能。

無處不在的無線能量已經滲透到大多數的數字時代社會，鑑於這個原因，有另一種方法可以解決無線節點的供電問題，其不需要車載儲存器或電力連線。無線能量傳輸並不是一個新概念，早在尼古拉·特斯拉（Nikolai Tesla）在紐約長島建造沃登克里弗塔（Wardenclyffe Tower）形成為地球表面提供能量的原型機之前，人們就已經開始探索無線能量傳輸。最近，關於無線能量傳輸的研究已經從巨大的火花塔發展到更實用的裝置，這些裝置類似於桌面上的WiFi路由器或充電器。這個新時代的無線能量傳輸裝置能夠智慧地檢測移動無線裝置及其充電狀態，以便改變其天線波束特性，更準確地將無線能量傳輸到其範圍內的裝置，即，將位於無線充電器和裝置中的磁共振天線放置在附近，以便進行有效的非接觸式充電。

這些方法仍需要一些供電基礎設施，這些基礎設施可能無法完全滿足新的物聯網和無線節點應用的多樣性。讓研究人員越來越感興趣的一種方法是：使用一種由射頻識別（RFID）技術推廣的老技術。

反向散射通訊（BackCom）

是一種使節點在沒有車載能量儲存器甚至發射機的情況下仍能夠發射射頻訊號的方法。BackCom技術還可以結合無線能量收集產生一個能夠完全自給自足的無線節點。只要此節點上有足夠強度的射頻訊號，那麼此節點就能夠執行。

BackCom的工作原理是在入射的射頻波中產生調製反射（反向散射調製），此入射的射頻波可由為BackCom（讀取器）設計的接收器接收。一般來說，BackCom的反射是透過改變天線的阻抗來產生的，天線被調諧成在期望的射頻訊號頻率下共振（儘管寬頻BackCom也可行）。這樣，無線節點或“標籤”可以被放置在幾乎所有的環境中而無需電源，並且可以被為標籤供電並且可以向標籤傳送資訊和/或從標籤接收資訊的路過的讀取器查詢。在多路存取場景中，單個讀取器可以服務分佈在整個環境中的多個標籤，使標籤能夠按需或連續地執行感測/資料記錄資訊。

BackCom的另一種方法是使用已經存在於環境中的射頻訊號，例如WiFi、蜂窩通訊、AM/FM無線電、數字電視等。利用已經存在於環境中的現有射頻訊號可以在沒有為標籤通電的讀取器的情況下，使BackCom網路執行，其中這些標籤可以作為網狀網路進行操作並存儲資料以便在稍後查詢時或者與允許訪問更廣泛網路的閘道器進行通訊時進行傳輸。透過這種方式，可以實現更低功率的無線節點，而無需在節點內使用能源昂貴的射頻發射器，或者可以在典型的物聯網無線節點中結合BackCom技術，以此提供更低功耗無線通訊的選項，從而在存在外部可行射頻訊號的情況下延長電池壽命。