Công nghệ Internet of Thing (IoT) là một mạng lưới vạn vật kết nối internet. Chúng xuất hiện ngày càng nhiều trong cuộc sống hiện nay. IoT được ứng dụng rộng rãi và thiết thực trong cuộc sống: quân sự, giám sát phòng cháy rừng, y tế, SmartHome…Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất của IoT nằm ở năng lượng. Kích thước thiết bị nhỏ gọn, yêu cầu năng lượng dự trữ là vấn đề cần giải quyết. Do đó, Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến ra đời để giải quyết vấn đề trên.
truy cập link sau để có các hình ảnh về Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến
Tại sao cần thu thập năng lượng
Năng lượng là vấn đề vô cùng quan trọng trong mạng IoT. Số lượng thiết bị cảm biến là rất nhiều và phân bố rải rác trong môi trường. Do đó, việc thay pin hay bảo trì năng lượng là vô cùng khó khăn, không khả thi. Để giải quyết vấn đề này, sử dụng việc thu thập năng lượng từ các nguồn tự nhiên: gió, mặt trời, nhiệt… Nhưng tối ưu hơn hết là thu thập năng lượng từ sóng vô tuyến. Tại sao là từ sóng vô tuyến – RF ?
Khác với các dạng thu thập năng lượng từ tự nhiên: mặt trời, gió, nước…. Thu thập qua RF không cần quan tâm ngày đêm, mưa hay nắng, sóng RF được các trụ phát sóng 24/7. Chúng có thể xuyên tường nên đáp ứng được yêu cầu lắp đặt của mạng IoT. Các thiết bị của IoT, cụ thể hơn là các cảm biến – sensor có sẵn các anten. Chúng có thể tận dùng các anten này vừa để thu thập năng lượng RF, vừa để truyền thông.
Thu thập năng lượng – Energy Harvesting (EH)
EH là quá trình mà năng lượng được lấy từ các nguồn khác nhau có trong tự nhiên như: gió, mặt trời, nhiệt. Chúng được thu giữ và lưu trữ cho các thiết bị sử dụng nguồn năng lượng thấp, nhỏ. Một hệ thống thu thập năng lượng có thể chia làm hai loại chính:
Sóng vô tuyến là một kiểu bức xạ điện từ với bước sóng trong phổ điện từ dài hơn ánh sáng hồng ngoại. Sóng vô tuyến do con người tạo ra để dùng cho rada, phát thanh. Sóng RF sẵn có trong không gian môi trường – điều này giúp năng lượng phục vụ cho các thiết bị IoT luôn sẵn có.
Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến – RF Energy Harvesting ?
Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến chỉ yêu cầu cần một hay nhiều nguồn phát sóng RF như hình. Năng lượng thu được từ nguồn sóng bức xạ của các trạm phát sóng RF. Các trạm này hoạt động 24/7 nên là nguồn năng lượng dồi dào. Năng lượng thu được từ sóng RF dùng để truyền thông trong mạng IoT.
Ứng dụng của Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến
Mạng IoT có nhiều ứng dụng trong cuộc sống. IoT sẽ hoàn thiện hơn khi kết hợp với RF Energy Harvesting. Các ứng dụng điển hình sử dụng năng lượng được thu qua sóng RF:
truy cập link sau để có các hình ảnh về Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến
Tại sao cần thu thập năng lượng
Năng lượng là vấn đề vô cùng quan trọng trong mạng IoT. Số lượng thiết bị cảm biến là rất nhiều và phân bố rải rác trong môi trường. Do đó, việc thay pin hay bảo trì năng lượng là vô cùng khó khăn, không khả thi. Để giải quyết vấn đề này, sử dụng việc thu thập năng lượng từ các nguồn tự nhiên: gió, mặt trời, nhiệt… Nhưng tối ưu hơn hết là thu thập năng lượng từ sóng vô tuyến. Tại sao là từ sóng vô tuyến – RF ?
Khác với các dạng thu thập năng lượng từ tự nhiên: mặt trời, gió, nước…. Thu thập qua RF không cần quan tâm ngày đêm, mưa hay nắng, sóng RF được các trụ phát sóng 24/7. Chúng có thể xuyên tường nên đáp ứng được yêu cầu lắp đặt của mạng IoT. Các thiết bị của IoT, cụ thể hơn là các cảm biến – sensor có sẵn các anten. Chúng có thể tận dùng các anten này vừa để thu thập năng lượng RF, vừa để truyền thông.
Thu thập năng lượng – Energy Harvesting (EH)
EH là quá trình mà năng lượng được lấy từ các nguồn khác nhau có trong tự nhiên như: gió, mặt trời, nhiệt. Chúng được thu giữ và lưu trữ cho các thiết bị sử dụng nguồn năng lượng thấp, nhỏ. Một hệ thống thu thập năng lượng có thể chia làm hai loại chính:
- Thu thập và sử dụng: năng lượng thu thập được sử dụng ngay lập tức và không thể lưu trữ.
- Thu thập, lưu trữ và sử dụng: năng lượng thu thập được có thể lưu trữ lại cho việc sử dụng trong tương lai.
Sóng vô tuyến là một kiểu bức xạ điện từ với bước sóng trong phổ điện từ dài hơn ánh sáng hồng ngoại. Sóng vô tuyến do con người tạo ra để dùng cho rada, phát thanh. Sóng RF sẵn có trong không gian môi trường – điều này giúp năng lượng phục vụ cho các thiết bị IoT luôn sẵn có.
Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến – RF Energy Harvesting ?
Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến chỉ yêu cầu cần một hay nhiều nguồn phát sóng RF như hình. Năng lượng thu được từ nguồn sóng bức xạ của các trạm phát sóng RF. Các trạm này hoạt động 24/7 nên là nguồn năng lượng dồi dào. Năng lượng thu được từ sóng RF dùng để truyền thông trong mạng IoT.
Ứng dụng của Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến
Mạng IoT có nhiều ứng dụng trong cuộc sống. IoT sẽ hoàn thiện hơn khi kết hợp với RF Energy Harvesting. Các ứng dụng điển hình sử dụng năng lượng được thu qua sóng RF:
- FRID : là công nghệ dùng sóng RF để kết nối, định dạng và theo dõi các thẻ (tag) được gắn vào vật thể. Khi kết hợp với thu thập năng lương qua sóng RF, các thẻ có thể chủ động truyền thông. Chúng chủ động gửi thông tin kết nối với bộ đọc thay vì bị động chờ đầu đọc.
- Lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khỏe: ứng dung trong Body sense network – Công nghệ mạng cảm biến cơ thể. Các thiết bị gắn trên người vô cùng nhỏ và đảm bảo an toàn trên cơ thể người vì pin không an toàn. Nên việc sử dụng năng lượng thu thập qua sóng RF có thể được xem là giải pháp tối ưu.
- Ứng dụng lớn nhất là trong mạng IoT. Các thiết bị nhỏ gọn, luôn cần giữ kết nối và truyền thông liên tục ngày đêm, bất kể thời tiết. Khi đó, các thu thập năng lượng từ sóng RF sẽ đáp ứng được, điều mà các nguồn tự nhiên khác khó đáp ứng.
