piatok 25. februára 2022

Trend: Budúcnosť bez batérií

Zariadenia internetu vecí budú už čoskoro schopné získavať energiu priamo zo signálov Bluetooth, Wi-Fi a mobilných sietí, čo prinesie menšie rozmery, lepšiu odolnosť aj nižšie náklady. Elektronické štítky, ktoré sa používajú na lokalizáciu predmetov, sa obídu bez výmeny alebo dobíjania batérií. Navyše každý ohrozený sťahovavý vták bude vybavený zariadením na diaľkové sledovanie. Množstvo používaných batérií sa tak výrazne zníži.

Nová štúdia o technológii Zero-Power Communication výskumného ústavu OPPO skúma technické riešenie napájania bezdrôtovými signálmi v kontexte súčasného neuspokojeného dopytu v oblasti internetu vecí a zároveň načrtáva budúci plán rozvoja tejto technológie v koexistencii s ďalšími komunikačnými systémami budúcnosti. Väčšina prenosných elektronických zariadení dnes využíva ako zdroj energie batérie. Aj keď technológia batérií za posledné roky prešla dlhú cestu, súčasné batérie stále predstavujú značné problémy, pokiaľ ide o celkovú veľkosť, výrobné náklady, životnosť, jednoduchosť použitia a šetrnosť k životnému prostrediu. Technológia Zero-Power Communication na dodanie energie využíva rádiofrekvenčnú energiu v okolitom prostredí, čo umožňuje navrhovať vysoko kompaktné, účinné a lacné zariadenia. Také vlastnosti sú výhodné v priemyselných aplikáciách (skladovanie, logistika a poľnohospodárstvo) ako aj v nositeľných zariadeniach, zariadeniach inteligentných domácností a ďalších najmodernejších spotrebiteľských aplikáciách.

Pasívna komunikačná technológia síce už dnes existuje v technológii rádiofrekvenčnej identifikácie (RFID), ale súčasná technológia trpí problémami, akými sú krátke komunikačné vzdialenosti, nízka účinnosť a malá kapacita systému. To predstavuje značné problémy pri použití technológie RFID v špecifických alebo zložitých aplikáciách typu priemyselné senzorové siete, lacná a vysokokapacitná logistika a skladovanie, lacné a nízkoenergetické technológie inteligentných domov a miniatúrna nositeľná technika. Na rozdiel od tradičnej metódy môžu zariadenia bez vlastného napájania využívať ako zdroj energie okolité rádiové signály vysielané zo zdrojov, napr. televízne a rozhlasové veže, základňové stanice mobilných sietí a prístupové body Wi-Fi sietí. Po získaní energie z rádiových vĺn môže zariadenie modulovať okolité rádiové signály svojimi vlastnými informáciami a vysielať tieto signály smerom von, v procese známom ako spätná komunikácia. Pri navrhovaní sietí s technológiou Zero-Power Communication je treba okrem nelicencovaných a licencovaných pásiem zohľadniť aj koexistenciu systémov Zero-Power Communications a stávajúcich systémov 4G/5G.

Systémy s technológiou Zero-Power Communication môžu byť konštruované s využitím celulárnych komunikačných sietí, vzájomnej komunikácie medzi zariadeniami alebo s využitím oboch spôsobov prenosu v hybridnom režime. Systémy založené na celulárnej komunikácii najlepšie podporujú aplikácie priemyselných senzorových sietí, napríklad také, kde môže byť nutné nasadiť zariadenie v extrémnych podmienkach, kde je v sieti veľký počet zariadení, alebo kde sú vysoké náklady na nasadenie a údržbu pri použití tradičných aktívnych zariadení. Prístup založený na vzájomnom prepojení zariadení je vhodnejší pre nízkonákladovú komunikáciu na krátku vzdialenosť, napríklad u nositeľných zariadení alebo zariadení pre inteligentnú domácnosť, kde možno zariadenie využiť taktiež ku spracovaniu prijatých dát. Hybridný prístup, využívajúci celulárne aj vzájomné metódy komunikácie, umožnia vývojárom vytvárať viac aplikácií.