无电池物联网：这些微型可打印计算机从无线电波中获取能量

想象一下，一张邮票大小的可打印计算机，带有RAM、ROM、机载传感器、经认证的蓝牙、ARM CPU、闪存和安全通信，它不需要电池，可以从周围无线电波中获取所有所需的能量。

它的成本，毫不夸张地说，只有几分钱。

这不是科幻小说。这就是Wiliot蓝牙标签，它可能是物联网的未来。

Wiliot芯片是一种无电池的物联网芯片，内置基于ARM的计算机、传感器和蓝牙。

Wiliot高级副总裁斯蒂芬·斯塔特勒(Stephen Statler)说：“我们正在制造一种邮票大小的计算机，它通过收集射频能量来为自身供电。我们周身被能量包围着，它一直在等待有人来利用它，这就是我们正在做的。这些看起来像标签的计算机，实际上是三个核心的ARM处理器，有RAM、ROM、闪存、安全通信。它基本上是一颗芯片，粘在几根天线上。”

这也不完全是科学事实。

这样的芯片是存在的，而且它做的和斯塔特勒说的一样。但目前的成本“不到一美元”。斯塔特勒表示，第二版将在2021年以10至50美分的价格出售，而第三版的价格将“降至个位数的便士”。

撇开目前的成本不谈，Wiliot物联网标签是一个工艺奇迹。在一个微小的可打印标签上，有一个毫瓦级的ARM处理器，它包含与计算机相关的所有部件：RAM和ROM内存、CPU、自定义操作系统和输入/输出。输入来自机载传感器的温度、运动甚至化学变化，输出是基于蓝牙的加密通信，任何支持蓝牙功能的智能手机都可以读取。

但是没有电池，也没有机载发电设备。

相反，Wiliot物联网标签捕捉周围的无线电波，并利用它们在极短的时间内为微型计算机供电。换言之，当这台几乎是显微镜下的小型计算机工作时，它每次运行大约一秒钟。

无电池的Wiliot可打印计算机，带有机载传感器和ARM处理器。

斯塔特勒说:“我们被这片能量的海洋包围着。我们有调频收音机、数字收音机，有电视。手机信号也有很多种：3G、5G……全部使用不同带宽的所有负载。还有Wi-Fi，控制灯光的ZigBee。现在，亚马逊的一些摄像头和门铃使用了一种名为LoRa的技术，频率为900MHz。”

当然，所有这些信号都很微弱。Wiliot所做的就是捕获这些非常微弱的信号，将它们“吸收”到芯片中，然后运行计算机。因为没有电池，标签更小，更环保，也更便宜。

但最重要的是，没有电池意味着永远不必更换电池。

这表示客户可以将物联网标签嵌入到任何想要的东西中：组件、产品、服装、包装……斯塔特勒说，所有这些成本都很低，而且无需维护。

这带来了许多可能性：

·跟踪药物的位置和温度(如COVID-19疫苗必须保持在一定温度以下)

·确保食品不会因温度过高而影响食用

·检查容器中液体的水平

·检查液体的稠度或稀释度

·感应电路断开或连接中断

所有这些感知实际上都是在云端巧妙完成的。该芯片可以通过向云端报告无线电信号属性的变化来感知液体稠度的化学变化，云分析可以解释这些变化并报告实际发生的情况。与此类似，芯片上没有温度计，而检测温度变化的原始传感器只在局部发生。相反，基于云的代码解释环境变化。

当技术只需几分钱的价格就能触手可及时，这将改变游戏规则。但改变游戏规则的不仅仅是标签的成本，还有传感基础设施的成本。

显然，传统的RFID标签需要昂贵的传感技术。

斯塔特勒说：“他们往往拥有非常昂贵的基础设施，与手机或其他蓝牙设备的成本相比，要花费上万美元。而Wiliot标签的成本是基础设施的成本，因此要低得多。”

降低成本是物联网普及的关键。业界已经将基本物联网传感器的成本降至40美分左右，约为2004年的三分之一。但降低基础设施成本以及避免高额的移动通信费用等隐性成本，也很重要。

根据微软的数据，物联网传感器的平均成本。

Wiliot计划将其标签价格降至这个水平，但RFID标签成本也将继续降低。核心的区别将是微型计算机Wiliot在其传感器上提供的附加功能。

这正是斯塔特勒想要做的。

这包括供应链和需求链，通过实时准确地了解每一种产品的每个组成部分的位置，并将生产过程安排到近乎完美的程度，企业可以在全球范围内减少20-30%的闲置时间。全球潜在储蓄有数千亿美元。

这也包括验证和管理个人拥有的资产，比如服装。这就是芯片的安全加密通信能力变得重要的地方。

斯塔特勒称：“我花了很多钱买的这块手表或这套西装，我想知道它真的就是Calvin Klein的西装，所以该芯片还要具有防伪功能。而且，如果商店里的产品是联网的，那我们为什么还需要一台收银机呢，为什么不直接拿着它走出商店，带回家呢?”

当然，不仅仅是初次购买。如果有人想转售一件物品，该芯片也可以证明其真伪。用户还可以向买家提供物品的数字历史，包括使用时间和磨损信息。

芯片的加密对于公司和个人的安全都很重要。

物联网是网络安全最大的风险因素之一。“即使一台设备被病毒袭击的几率很小，但企业引入大量物联网设备，可能会造成重大的安全风险。”防病毒方案提供商Avast表示。

开发公司IntellectSoft表示：“物联网在很多方面都很棒，但不幸的是，技术还不够成熟，也不完全安全。”

然而，如果做得好，它将带来以前难以想象的发展机会。

斯塔特勒说：“这就是循环经济的切入点……例如，有了它，用户可以腾出衣柜里的空间，用户所用的洗衣机还会告诉他，‘哦，我知道这个产品，知道这个序列号，知道该怎么照顾它，我可以调整洗涤设置，甚至能认出用户是什么时候把红衬衫和白衬衫同时放进洗衣机的。’”

产品回收也是一样：要回收的产品可以自己告诉回收者它们是什么。这将使有价值的资源得到更有效的利用和回收。

就目前而言，这些都是未来的事情。Wiliot已经从亚马逊、三星、高通和RFID巨头艾利丹尼森等投资者那里筹集了3000万美元，以实现这一愿景。但要真正完整地实现这一愿景，还有很多事情要做。

这的确是一个宏大的愿景。

“这是一个万物互联的世界，我们可以通过制造更少的东西来拥有一个更清洁的星球，它的寿命更长，质量更好。” 斯塔特勒说。