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.

Tham khảo thêm bài viết: IoT là gì ? Vai trò của IoT trong công nghiệp 4.0 như thế nào ?

ung dung iot
Ứng dụng thu thập năng lương sóng RF

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 thâp năng lượng qua sóng vô tuyến là gì ?

Để hiểu được khái niệm trên, trước tiên cần tìm hiểu 2 vấn đề: thu thập năng lượng là gì ? Sóng vô tuyến là gì ?

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.
Pin mat troi
Những tấm pin mặt trời dùng để thu năng lượng

Sóng vô tuyến – Radio Frequency (RF)

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.

Radio-frequency
Radio Frequency

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.

RF Energy Harvesting
Thu thập năng lượng qua sóng vô tuyến

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.
Thu thập năng lượng trong y tế
Hệ thống chăm sóc sức khoẻ BSN dựa trên công nghệ IoT [nguồn]
  • 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.

Trong ngành tự động, Các cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất truyền giá trị về trung tâm. Chúng truyền thông và giữ kết nối liên tục để hệ thống được an toàn, chính xác.

Tham khảo thêm các bài viết hay:

» Phân tập trong viễn thông, các kĩ thuật phân tập.

» Cách chuyển độ F sang độ C.

» Cách chọn cảm biến đo mức chất rắn.

———————————-

Th.s Nguyễn Viết Thống

Phone/zalo: 0932 53 43 73

Mail: Thongnv22@Bff-tech.com

 

One thought on “Thu Thập Năng Lượng Qua Sóng Vô Tuyến là gì ?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

ZALO CHAT