2 月 19 日，英特爾、高通、英飛凌、百事可樂等多個行業(yè)的領軍企業(yè)聯(lián)合成立了無源物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 (Ambient IoT Alliance，AIoTA)，主要涉及 Wi-Fi、藍牙和 5G 設備，聯(lián)盟的其他成員公司還包括 Atmosic、VusionGroup 和 Wiliot 等。
無源物聯(lián)網(wǎng)是指主要使用從無線電波、光、運動、熱或任何其他可用環(huán)境能源中采集環(huán)境能量，并以此為驅(qū)動的新型物聯(lián)網(wǎng)設備技術。無源物聯(lián)網(wǎng)早期的名稱為 Passive IoT，但這一名稱只表達了無需電源或者電池，對于能量的來源并沒有指出。3GPP 從 R19 階段開始研究無源物聯(lián)網(wǎng)，使用名稱 Ambient IoT，也被譯為環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，因而上述的無源物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟也可稱之為環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。
AIoTA 致力于擴大無源物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，支持相關企業(yè)開發(fā)無源物聯(lián)網(wǎng)解決方案和最佳實踐，提升產(chǎn)品之間的互操作性。因為聯(lián)盟的成員企業(yè)都是各自所在領域的巨頭，且同時橫跨多個行業(yè)，因此該聯(lián)盟的成立或?qū)ξ磥頍o源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有里程碑式的意義。
打造包含藍牙、Wi-Fi 和蜂窩在內(nèi)的多標準生態(tài)
此前，為了推動無源物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，IEEE（Wi-Fi）和藍牙技術聯(lián)盟 (Bluetooth SIG) 都成立了自己的工作項目，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)陣營也不例外，筆者整理相關進展如下：
基于藍牙的無源物聯(lián)網(wǎng)
在過去 25 年中，藍牙技術已經(jīng)成長為一個先進生態(tài)系統(tǒng)，通過與低功耗藍牙（Bluetooth LE）功能相結(jié)合，為低功耗物聯(lián)網(wǎng)解決方案建立了廣泛的基礎。去年 8 月，藍牙 SIG 官微發(fā)布消息稱，藍牙技術將進一步支持無源物聯(lián)網(wǎng)（環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)）的發(fā)展，為新型物聯(lián)網(wǎng)設備帶來現(xiàn)有的功能和生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢，為解決方案提供商和技術用戶提供長期支持與可靠保障，預計全面支持無源物聯(lián)網(wǎng)的首批用例將包括藍牙電子貨架標簽、藍牙網(wǎng)絡照明控制和藍牙資產(chǎn)追蹤解決方案。
在工業(yè)領域，基于傳感器的機器狀態(tài)、設備狀態(tài)、環(huán)境條件或電子標簽監(jiān)控將成為常見應用，目前廠商已開發(fā)出一系列解決方案。例如， 德國易能森 (EnOcean) 智能開關利用動能向控制單元發(fā)送信號；Kontakt.io 和 Paragon ID 為實時定位系統(tǒng) (RTLS) 應用提供免電池標簽；Wiliot 對智能標簽的外形和成本進行了創(chuàng)新，使其適用于產(chǎn)品監(jiān)控、庫存管理等多種用例；Everactive 利用來自多個環(huán)境能源的能量，實現(xiàn)了對旋轉(zhuǎn)設備和蒸汽疏水閥的狀態(tài)監(jiān)測。
基于 Wi-Fi 的無源物聯(lián)網(wǎng)
不只藍牙，Wi-Fi 陣營也高度關注無源物聯(lián)網(wǎng)市場。2023 年，IEEE 802.11 工作組決定設立環(huán)境能量興趣組（AMBIENT POWER TOPIC INTEREST GROUP, AMP TIG），推動技術報告的編寫，描述基于 802.11 技術的環(huán)境能量支持物聯(lián)網(wǎng)設備場景，以及研究 802.11 無線局域網(wǎng)環(huán)境下無源物聯(lián)網(wǎng)設備技術需求等。該工作組研究了 WiFi 環(huán)境下智能制造、數(shù)據(jù)中心、物流倉儲、智慧家庭、智慧農(nóng)業(yè)、室內(nèi)定位、智能電網(wǎng)、食品供應鏈等無源物聯(lián)網(wǎng)用例，提出了設備的功能性能要求等。
在理論研究向工程化轉(zhuǎn)化方面，海內(nèi)外多個研究機構(gòu)針對 Wi-Fi 反向散射通信系統(tǒng)進行改進，使其具備工程化可能。例如，美國華盛頓大學電子工程學院的研究人員在 2016 年研發(fā)出名為 Passive WiFi 的系統(tǒng)；在商用化方面，加拿大初創(chuàng)公司 Haila 對外披露過其在 Wi-Fi 反向散射通信領域的進展。
基于蜂窩的無源物聯(lián)網(wǎng)
2024 年 6 月，3GPP 標準組織宣布凍結(jié) R18 標準，正式宣告 5G－A 時代的到來，無源物聯(lián)正是5G-A 的六大能力之一；2024 年 12 月，3GPP 確定無源物聯(lián)網(wǎng)在 R19 WI 立項，5G-A 針對無源物聯(lián)的接入網(wǎng)及空口設計要求已經(jīng)清晰，從產(chǎn)業(yè)共識走向商用準備。
據(jù)悉，無源物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟目前正在進行相關工作，以將無源物聯(lián)網(wǎng)納入 3GPP 標準開發(fā)中的工作項目，特別是在 5G 標準的 R19 和 R20 階段中。生態(tài)方面，國內(nèi)外領先廠家推出自研芯片級標簽，推動 5G-A 無源物聯(lián)的規(guī)模試點；產(chǎn)業(yè)鏈方面，運營商和產(chǎn)業(yè)伙伴紛紛推出無源物聯(lián)應用平臺，并打通了從標簽到網(wǎng)絡到平臺的信息流，實現(xiàn)端到端商業(yè)閉環(huán)。
而在所有各家機構(gòu)此前工作的基礎上，新成立的無源物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟 AIoTA 最重要的使命是推動建立一個“開放、協(xié)調(diào)和一致的多標準生態(tài)系統(tǒng)”，讓原本各家的標準不再相互孤立，打造新的行業(yè)標準，吸引更多產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司加入。
正如其在聲明中寫道：“要讓無源物聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)揮其潛力并改變世界，需要多家公司結(jié)成聯(lián)盟，共同開發(fā)產(chǎn)品和技術?！?/p>
從技術到應用推動整個生態(tài)繁榮增長
AIoTA 是一個開放的行業(yè)組織，縱觀目前聯(lián)盟企業(yè)構(gòu)成，除了高通、英特爾、英飛凌這些半導體巨頭企業(yè)，也不乏知名的無源物聯(lián)網(wǎng)解決方案供應商。
Atmosic 創(chuàng)立于 2016 年，是一家致力于設計全球最低功耗 BLE 解決方案的創(chuàng)新型無晶圓廠半導體公司。物聯(lián)網(wǎng)智庫此前曾專訪過這家企業(yè)的首席執(zhí)行官 David Su 和副總裁 Srinivas Pattamatta，據(jù)他們介紹，憑借在射頻設計中獨特的見解和專長，Atmosic 成功研發(fā)了三種創(chuàng)新技術——超低功耗射頻、射頻喚醒和受控能量收集，以實現(xiàn)最低功耗，并徹底降低物聯(lián)網(wǎng)應用對電池的依賴，集成了這些創(chuàng)新技術的 Atmosic M3 無電池藍牙 5.0 系統(tǒng)單芯片曾獲得過當年國際消費電子展 (CES) 嵌入式技術類最佳創(chuàng)新獎。
WilioT 是基于藍牙技術無源物聯(lián)網(wǎng)陣營的典型代表，該公司最為典型的產(chǎn)品是一款名為 Wiliot IoT Pixels 的無源藍牙低功耗傳感器標簽，僅郵票大小，可以貼在任何產(chǎn)品或包裝上，感知一系列物理和環(huán)境數(shù)據(jù)，并將信息傳輸至網(wǎng)關、手機或支持低功耗藍牙 (BLE) 的設備上，再發(fā)送至 Wiliot 云平臺。標簽的能量來自于收集周圍的無線射頻能量來為其供電，并使用該能量發(fā)送標簽唯一標識碼的數(shù)據(jù)以及傳感器讀數(shù)。
VusionGroup 是實體商務智能數(shù)字標簽和零售物聯(lián)網(wǎng)解決方案的全球領導者，為歐洲、亞洲和美洲的全球350多家大型零售商提供服務，在全球電子標簽市場處于龍頭地位。此前，VusionGroup 與高通達成戰(zhàn)略合作，VusionGroup 創(chuàng)新的 EdgeSense 由 Qualcomm 超低功耗藍牙口低功耗 SoC 驅(qū)動，這一藍牙解決方案使 EdgeSensem 能夠通過 VusionOX 藍牙 LE 實現(xiàn)與 VusionCloud 零售物聯(lián)網(wǎng)平臺的通信，較其他無線協(xié)議具有多項優(yōu)勢。目前看來，VusionGroup 將和高通一起，持續(xù)布局無源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字標簽，擁抱更廣闊的標簽市場。
與上述企業(yè)相比，百事可樂作為知名食品飲料巨頭，更貼近終端消費者，它的加入說明了食品飲料行業(yè)未來可能是無源物聯(lián)網(wǎng)極具應用潛力的領域，而這則和相關政策的進一步趨嚴相關。
2011 年，美國食品藥品監(jiān)督管理局 (FDA) 頒布《食品安全現(xiàn)代化法案》(FSMA)，其中，F(xiàn)SMA 204 條款專門針對食品可追溯性，適用于在美國市場銷售的食品，包括國內(nèi)和進口產(chǎn)品。2022 年 11 月，F(xiàn)SMA 204 的最終規(guī)定正式出臺。相關條款要求食品供應鏈中的每個實體，從制造商到分銷商，都必須為特定食品維護詳細記錄，以確保在發(fā)生食品安全問題時能夠追溯。這樣一來，如果發(fā)生污染或產(chǎn)品召回，就可以更高效地采取相應措施，確保食品安全。自 2026 年 1 月 20 日起，所有食品企業(yè)都必須遵守這一規(guī)定，若不及時采取行動，企業(yè)可能面臨監(jiān)管處罰、產(chǎn)品召回，和企業(yè)聲譽的嚴重損害。
無源物聯(lián)網(wǎng)技術能夠通過自動化記錄和數(shù)據(jù)存儲簡化追溯過程，使得食品生產(chǎn)商在不增加高額成本的情況下，確保符合法規(guī)要求并能夠快速提供食品安全記錄。
未來，隨著更多物聯(lián)網(wǎng)標簽企業(yè)、設備企業(yè)、應用企業(yè)、云廠商、電信公司、技術供應商和標準機構(gòu)的加入，該聯(lián)盟預計整體生態(tài)系統(tǒng)將實現(xiàn)快速增長。
無源物聯(lián)網(wǎng)和生成式人工智能的結(jié)合部
ABI Research 預計，2030 年無源物聯(lián)網(wǎng)設備的出貨量將超過 10 億臺。隨著無源物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步發(fā)展，該聯(lián)盟也認為 Ambient IoT 與同樣蓬勃發(fā)展的 AI 將相互賦能，其聲稱：“無源物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的同步興起將使企業(yè)和消費者對周圍世界有‘前所未有的了解’。重點是下一代無源物聯(lián)網(wǎng)標準，即無電池、低成本的技術來連接產(chǎn)品和資產(chǎn)，也可以改善云端的人工智能服務。”
在此之前，已有不少企業(yè)探索過無源物聯(lián)網(wǎng)和生成式人工智能 (GenAI) 的結(jié)合部，比如去年 9 月，Wiliot 宣布發(fā)布首個 GenAI 聊天機器人 WiliBot，旨在促進與所有連接到周圍物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品進行自然語言交互。Wiliot 首席執(zhí)行官認為，無源物聯(lián)網(wǎng)和生成式人工智能未來會日益成為共生技術，由于無源物聯(lián)網(wǎng)能夠產(chǎn)生關于數(shù)萬億日常物理物體的數(shù)據(jù)，GenAI 可以獨特地理解所有這些數(shù)據(jù)，而且 GenAI 通過分析大量數(shù)據(jù)實現(xiàn)自我學習。
當然，此類探索尚屬早期，而且兩種技術的融合還存在很多可以預見的挑戰(zhàn)。最近這段時間，端側(cè)大模型部署成為行業(yè)關注的焦點，端側(cè) AI 雖好，但大模型所需的計算能力和能耗可能會使物聯(lián)網(wǎng)設備的有限資源緊張，如果涉及到資源更加受限的無源物聯(lián)網(wǎng)，那需要克服的各種挑戰(zhàn)更是難上加難。
不過，AIoTA 聯(lián)盟的成立已經(jīng)說明了產(chǎn)業(yè)對無源物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的決心和信心，未來，數(shù)十億乃至數(shù)百億的設備將實現(xiàn)更加安全、低成本的互聯(lián)。
參考資料：
1.Qualcomm and Intel agree:Ambient IoT is where it’s at，fierce-network
2.Intel,PepsiCo,Qualcomm,others to remove batteries from IoT–as Ambient IoT Alliance，RCRWirelessNews
3.Ambient IoT Alliance launches with Intel and Qualcomm to promote and support ambient IoT，siliconangle
4.5G-A無源物聯(lián):夯實數(shù)字化底座,助力萬物智聯(lián)發(fā)展，C114
5.藍牙和WiFi陣營已加速,基于5G無源物聯(lián)網(wǎng)的商用還需多久?，物聯(lián)網(wǎng)智庫
6.FSMA 204合規(guī)指南:食品企業(yè)如何實現(xiàn)可追溯性，HPRT
