2、物联网中普适反向散射技术与环境反向散射系统解析

物联网中普适反向散射技术与环境反向散射系统解析

1. 普适反向散射助力物联网发展

物联网的终极目标是实现万物互联，让现实世界中的任何物品，哪怕是一粒尘埃，都能被远程感知或控制。例如，农民借助物联网传感器可远程监测农田营养水平，适时为枯萎作物施肥；仓库管理员通过在物品上部署物联网传感器，能远程识别、计数和分类大型仓库中的物品，无需人工逐一盘点。

与有源无线电相比，反向散射无线电无需生成载波，具有超低功耗和低成本等优势，是有源无线电的理想替代方案。虽然射频识别（RFID）作为一种反向散射技术也具备低功耗特性，但由于其需要昂贵的专用硬件，增加了部署成本和复杂性，难以大规模部署。而普适反向散射凭借以下特点，成为实现物联网反向散射的最佳方式之一：
- 无电池设计 ：普适反向散射无需生成载波，采用无源电路元件，功耗极低，仅为微瓦级别，相比有源无线电，功耗降低了几个数量级。这种设计可显著延长标签使用寿命，降低维护风险和成本，尤其适用于更换电池困难且需要长电池寿命的应用场景。为进一步降低功耗，部分研究采用唤醒机制，避免持续传感和传输。当标签不处于工作状态时，会进入睡眠状态以节省电量。为实现完全无电池，研究人员提出将反向散射与能量收集相结合，标签通过能量收集器捕获环境中的能量，如射频能量、光能和热能，并将其转化为电能用于标签通信。以无线药物为例，人体组织比空气复杂得多，一些病理情况难以检测和治疗。若将普适反向散射应用于医学，一方面无需更换电池可使药物具有更长的使用寿命，以感知和传输人体健康状况；另一方面，可利用无线药物定位病变区域并进行治疗。
- 小型化 ：为满足各种应用需求，标签需实现小型化。一方面，标签逻辑简单，主要用