RFID并不是一項新技術,但RFID無源物聯網卻是一個新詞。
在最近的1年多的時間里,無源物聯網這一概念被一批做藍牙、UWB、甚至是5G的企業(yè)給帶火了,因為它相比于有源物聯網而言,有更大的連接數量想象空間。
物聯網連接數量分布模型
從上面的模型圖中可以看到,業(yè)界對于無源物聯網的連接預期是千億級的量。
事實上,這并不夸張,因為作為無源物聯網技術的一種,RFID已經被廣泛使用。
根據AIoT星圖研究院最新的調研結果,在2021年度,僅UHF RFID的全球出貨量就到達了230億左右,而加上低頻與高頻的量,每年的全球無源RFID的總出貨量接近300億。
隨著RFID標簽成本的進一步降低,目前在物流快遞、商超零售、醫(yī)療耗材、圖書檔案、防偽溯源等量非常大的應用領域在快速普及RFID電子標簽,每年千億級的量并不是一個遙不可及的夢。
為什么是RFID將會成為時代的答案?
無線傳輸技術有很多,為什么RFID會是時代的答案?
要評判一個無源無線電技術的優(yōu)劣,主要有兩個指標,第一個指標是工作的距離,工作距離越遠,適用的場景就越廣;第二個指標就是成本,無源物聯網適用的場景就是低成本,誰的成本更低,誰就更有優(yōu)勢。
1、相較于其他的無線技術,無源RFID可以傳輸得更遠
無線電波無源物聯網方案想要獲得較遠的傳輸距離,對相應產品有兩個層面的要求。
第一,是從無線電波中吸取能量的效率要高。
從無線電波中吸取能量有近場與遠場之分。近場能量傳輸主要是通過線圈的電感耦合,傳輸距離很近,比如說NFC就是采用這種方式,一般工作距離只有幾厘米。
而遠場傳輸為微波輻射系統(tǒng),電磁能量的傳送是在遠場區(qū)域(輻射場)中完成。常見的通信技術比如UHF RFID、藍牙、Wi-Fi等都是在遠場中完成能量傳輸。
影響遠場能量傳輸的條件主要有3個,即:信號源發(fā)射功率、天線的大小、以及無線電波的頻率。
發(fā)射功率每個國家都有嚴格的規(guī)定,尤其是民用產品都有發(fā)射功率上限,以避免對其他信號造成干擾或者對人體造成輻射危害,除了運營商的蜂窩通信技術比非授權頻譜有更高的發(fā)射功率之外,其他的技術差別不大。
天線每種技術都通用,產生不了差異。
所以,影響無線電波能量傳輸最大的因素就是電磁波的頻率,下面一組測試數據:固定發(fā)射天線輸出功率及接收天線尺寸,記錄不同頻率下讀距,得到如下圖所示為不同頻率下的工作距離圖。
不同頻率下的工作距離圖,來源:《物聯網UHFRFID技術、產品及應用》
由此可以看出,遠場傳輸獲取能量效率最高的頻段是800MHz-1GHz區(qū)間范圍內。在該頻段范圍內,同等的條件下,節(jié)點工作的距離最遠。
幾種主要的無線技術工作頻段:
物聯傳媒制表
標簽芯片的工作電流越低,相應的工作距離也會越遠,我們統(tǒng)計了幾類頻率較為相近的通信技術的工作電流,見下圖:
物聯傳媒制表
在實際的應用中,會通過加電容的方式儲存電量,在應用的時候通過電容放電以達到芯片的工作要求,也可以擴大芯片的工作距離,但這針對的是低頻次數據傳輸的場景。
通過上述兩個維度的篩選,可以很直觀地得出一個結論,那就是RFID是最優(yōu)秀的無源物聯網技術。
2、RFID的成本優(yōu)勢明顯
目前RFID的標簽使用量每年已有數百億,龐大的規(guī)模刺激標簽的成本價格在逐漸降低,以UHF RFID標簽為例,目前在鞋服零售這類大批量通用市場上,它的市場售價穩(wěn)定在2-3毛人民幣,并且有繼續(xù)下降的趨勢,而市場上備受關注的快遞物流包裹場景中,對于電子標簽的成本價要求是1毛以內,這并不是一個不可達到的目標。
而相比之下,wifi、藍牙、UWB等其他的無源物聯網技術,一顆芯片的成本都要幾塊到幾十塊,即便是為了適應無源場景而進行功能的簡化與成本低的優(yōu)化,也很難達到RFID的水平。
所以,從成本上來說,RFID是未來千億級低成本IoT連接方案的正確答案。
當然,RFID技術也不是萬能,它也有自己的局限性。第一是它的能力非常簡單,只能存儲傳輸小量的數據,如果應用場景中需要比較復雜的技術就不太合適;第二就是UHF RFID沒法與手機產生互動,而要與手機產生互動就需要加上NFC這樣的雙模方案,但這會增加成本,并且NFC傳輸的距離很短。
所以,不同的場景需要用不同的方案,其他的無源物聯網技術也會找到自己的應用空間。
RFID無源物聯網產業(yè)報告即將出爐
AIoT星圖研究院一路見證了RFID技術產業(yè)的發(fā)展壯大,在萬物互聯的時代背景之下,主打無源理念的RFID目前受到了格外的重視,我們認為這會給RFID產業(yè)帶來一個新的商業(yè)契機。
一個新概念的火熱,勢必會吸引很多的企業(yè)、投資者與用戶的關注,因此,我們覺得有必要對RFID無源物聯網產業(yè)進行一次系統(tǒng)性的梳理,讓外界對RFID無源物聯網的技術特點,產業(yè)鏈現狀,應用特點以及未來的發(fā)展趨勢等市場信息有一個全面的了解與認知。
經過幾個月的調研,我們報告也進入了收尾期,為了更好的行業(yè)的朋友第一時間了解報告的信息,我們進行本次報告的預發(fā)布,以下是我們本次調研之后對整個中國RFID無源物聯網產業(yè)梳理之后編撰的一個全景圖普:
完整版報告預計4月底正式發(fā)布,敬請期待!
附報告目錄: