1901年，物理學家尼古拉·特斯拉欲在紐約長島興建一座高塔進行跨大西洋無線電廣播和無線電能傳輸實驗。彼時，他到處拉贊助，最後說服了億萬富翁約翰·皮爾龐特·摩根為其投資了15萬美元。
而後，尼古拉·特斯拉在開始建造一座名為沃登克里弗塔（又名特斯拉塔）的巨大無線供電站。鐵塔高57米，頂部有一個直徑為20米的半球型圓頂。在鐵塔尚未完工之際，就已迫不及待地開始了他的實驗。
然而，尼古拉·特斯拉只成功了一半。不到五年，鐵塔在建造中遇到了財政問題，工程無法繼續，甚至最終被拆除。
如今，在紐約長島仍留有特斯拉的遺蹟，曾經的實驗室後面還留著一片古老的地基。
這是目前我們所知道的透過空氣傳輸電力最早起源。而現在的物聯網新風口無源物聯網也離不開空氣傳輸電力。
當下被大眾所熟知的特斯拉電動汽車品牌名正是來源於此。
我們對於無源物聯網的需求
正如尼古拉·特斯拉預言的那樣，無線通訊可以改變世界。即便他未能在這條路上“走”很遠，但是隨著無線通訊技術的發展以及現實迫切的需求，今天我們再次尼古拉·特斯拉這一想法列入發展重點，在空氣傳輸電力這件事上付諸行動。
前幾年，全球各大知名研究機構都熱衷於去預測未來聯網終端的數量。IDC專家預測，到2025年，全球將部署多達416億個聯網裝置。一旦部署，物聯網裝置的最大的後勤挑戰之一就是如何應對其有限的電池壽命。
如果達到這一預測的體量，那也意味著為物聯網革命提供動力可能需要相應的416億塊電池來保持這些物聯網裝置收集、分析和傳送資料。而這也將同步觸發出一個巨大的挑戰。
即便該行業最終實現了平均每個終端裝置電池擁有10 年使用壽命的目標，但全球每天仍需要更換海量的電池。顯然，這不是一個可行的計劃。
說到這裡，或許可以認為，電池在一定是物聯網基礎設施快速擴充套件規模和成本效益的限制因素。
數以萬億計的聯網裝置將需要數以萬億計的電池，從成本、物流和可持續性的角度來看，這簡直太令人望而卻步了，無法證明其好處。出於這個原因（以及我們在電池問題白皮書中概述的其他原因），萬億節點物聯網必須消除電池。真正無處不在的聯網裝置需要透過內建電池以外的其他方式發電，從本質上來說，要實現無需新增、監控或更換單個電池即可在任何地方增加聯網裝置的部署。
無電池感測器或能直面這一挑戰
眾所周知，由於海量的物聯網裝置通常部署在偏遠、偏僻的地區，人工訪問這些裝置並更換電池不方便且成本很高。
為了解決這一問題，如今有公司提出無電池感測器。
總部位於加州聖克拉拉市的一家名為Everactive的初創公司正致力於這樣的創新，其Eversensor包含多種型別的感測器，並以混合的形式產生電力，包括室內太陽能、振動和熱能。該公司表示，其Eversensors可以持續使用20年而不需要日常維護。
Everactive公司可以提供定製的積體電路，這些積體電路在收集到的環境能量水平較低的情況下完全連續執行，以達到聯網裝置始終線上、自我維持且無需電池的狀態。
在解決了電源問題之後，人們面臨著額外的技術挑戰：無線網路。具體來說，利用Evernet無線協議實現在足夠低的功率預算下執行以保持電池不受干擾，還可以同時支援：
- 高密度網路（支援數千臺裝置）
- 低延遲操作（讀取：實時通訊）
- 足夠的資料速率
- 可靠的範圍（距離和透過障礙物和干擾的穿透性）
那麼，Evernet 協議解決物聯網的無線網路問題？
Evernet協議是一種符合 FCC 標準的專有無線網路解決方案，旨在支援高密度的無電池裝置。據悉，它利用 Everactive公司始終線上的超低功耗 (ULP) 接收器來顯著降低功耗，同時支援數千臺裝置，具有毫秒級延遲和 250 米以上的非視距範圍。
Everactive 公司透過利用始終線上的 ULP 接收器透過其物聯網閘道器的加密廣播通道處理所有網路同步流量來實現這些突破。時間同步是所有無線網路中的必要功能，這通常是任何標準無線協議（例如藍芽、Wi-Fi 和 LoRa）中最耗電的功能。
時間同步是無線裝置如何有效地共享無線頻譜以及如何跨無線鏈路協調感測和控制功能。時間同步越精確，網路的效率就越高，從而更容易擴充套件裝置密度並支援更高的吞吐量。對於主要由事件驅動的感測器應用，這意味著在檢測到事件之前無線流量很少，裝置的大部分功耗都花在了網路同步上。
由於 Everactive 始終線上的 ULP 接收器需要如此微不足道的功率（活動時僅為 200 納瓦），因此 Evernet 解鎖了更高的效能。實際上，它“顛倒了網路”，允許每臺裝置一直監聽每條廣播的閘道器訊息——一直。這意味著網路持續同步，幾乎沒有功率損失。持續同步意味著 Evernet 可以將更多裝置以更高的平均吞吐量和低延遲通訊打包到任何一臺裝置。Everactive 從根本上改進了無線網路管理，所有這些都在收集的能量預算之內。
從上圖可以看出，Everactive公司的 ULP 接收器與最先進的已發表研究結果在有功功率和靈敏度（無線範圍的度量）方面的比較。該圖突出顯示了與同類最佳 COTS 接收器相比功率降低了 1,000 倍。相比之下，藍芽和 Zigbee 等現有接收器的功率範圍為 5,000-30,000W。
除了網路同步之外，Everactive公司的永遠線上 ULP 接收器可以解碼基本操作指令並處理來自物聯網閘道器甚至其他感測器的全域性和/或本地網路級中斷。這增加了 ULP 通訊通道，用於裝置配置或漫遊指令、裝置控制訊息，甚至透過三角定位進行定位。對於常規雙向資料流量，片外 sub-GHz 無線電與採用 IEEE 802.15.4 標準的協議一起使用。由於此無線電僅用於資料，而不需要用於網路同步，因此無線通訊的平均功率大大降低。
Evernet 還利用分時多重進接 (TDMA) 和閘道器透過始終線上的 ULP 接收器分配的時隙，以及我們定製的、完全整合的片上系統 (SoC) 提供的本地定時參考。將這些功能引入 SoC 並使用 Everactive 專有的 ULP 電路設計專業知識可將功耗降低 1,000 倍，同時與其他無線標準相比提高網路效能。
無電池6G要來了？
近日，從公開渠道上了解到，Everactive公司加入Next G Alliance，後者是北美製定6G的組織，該聯盟成立目的在於推動北美6G及未來行動技術領導地位，該聯盟聚焦於研發、製造、標準化和市場等多個面向，並積極制定6G國家路線圖，確立6G技術核心優先事項，以影響政府政策和投資，同時促進「Next G」技術商用化。
這或許意味著6G正在將無源的特點等加入規劃路線中，無電池6G也將隨著未來6G的應用而到來。
此前，IDTechEx釋出的 “2021-2041 6G通訊市場、裝置和材料”報告預測了6G路線圖以及一些挑戰和機遇。
2021-2041 6G路線圖
報告指出，顯而易見，5G服務遠遠超出了行動電話甚至個人電子產品的總體需求，6G的情況將更為如此。物與物的通訊可能比人類的通訊更為重要。
就通訊技術的未來而言，我們不僅僅關注手機的需求。我們還需要關注物聯網裝置的需求，以塑造直接連線到網路的無電池裝置的未來。隨著全球思維從製造更多能源轉變為使用更少能源並利用周圍環境的能源，希望將無電池的觀點帶入到未來的物聯網應用中。
