未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)中將會(huì)出現(xiàn)一種無(wú)源傳輸網(wǎng)絡(luò)

在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以是無(wú)源的（battery free），即節(jié)點(diǎn)自身不配備或不主要依賴(lài)電池等電源設(shè)備，而是從環(huán)境中獲取能量，支撐數(shù)據(jù)的感知、傳輸和分布式計(jì)算。這一未來(lái)新型網(wǎng)絡(luò)又稱(chēng)為無(wú)源傳輸網(wǎng)絡(luò)。

在無(wú)源傳輸網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)能量不一定是其自身所固有的。節(jié)點(diǎn)之間能夠通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行能量交換。由于目前技術(shù)的局限，無(wú)源節(jié)點(diǎn)能量獲取時(shí)間長(zhǎng)，能量積蓄小，導(dǎo)致無(wú)源傳輸網(wǎng)的核心任務(wù)（數(shù)據(jù)的感知、無(wú)線傳輸和分布式計(jì)算）皆為能量所限，唯能量是從。節(jié)點(diǎn)在傳輸與計(jì)算過(guò)程中如何節(jié)省能量、提高效率不再是第一核心任務(wù)，如何利用節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的能量完成盡可能多的傳輸與計(jì)算任務(wù)成為首要目標(biāo)。因此，無(wú)源傳輸網(wǎng)是以能量為中心、以數(shù)據(jù)為核心的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，具有如下特性：

1. 能量震蕩性。

由于節(jié)點(diǎn)能夠從周?chē)h(huán)境獲取能量，因此節(jié)點(diǎn)的能量不再是單一的由高至低的靜態(tài)變化趨勢(shì)，而是呈時(shí)高時(shí)低的動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行傳輸或計(jì)算任務(wù)時(shí)，其能量積蓄會(huì)降低；當(dāng)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始從環(huán)境中獲取能量時(shí)，其能量積蓄會(huì)上升。于是，無(wú)源傳輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量積蓄高低震蕩。

2. 能量失恒性。

無(wú)源傳輸網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量的獲取存在隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能量分布不均衡，差異很大，無(wú)源節(jié)點(diǎn)的協(xié)同工作能力低。

3. 能量受限性。

利用微型芯片所采集的環(huán)境能量的功率非常微弱，一般在納瓦（nW）到微瓦（μW）的數(shù)量級(jí)，而且微傳感器受限于外形尺寸，節(jié)點(diǎn)蓄電的能力有限。

4. 連通脆弱性。

網(wǎng)絡(luò)的連通性直接受各節(jié)點(diǎn)能量的影響。當(dāng)某些節(jié)點(diǎn)的能量低于一定程度時(shí)，這些節(jié)點(diǎn)則成為孤立節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不連通。由于能量的震蕩性，網(wǎng)絡(luò)的連通性是脆弱的，時(shí)斷時(shí)續(xù)，難以保持恒定連通。

5. 占空比超低。

驅(qū)動(dòng)微型感知節(jié)點(diǎn)所需的平均工作功率要比采集功率高3~6個(gè)數(shù)量級(jí)，節(jié)點(diǎn)需要較長(zhǎng)時(shí)間蓄能才能滿(mǎn)足其工作所需要的能量，而且蓄能時(shí)節(jié)點(diǎn)無(wú)法工作。所以，節(jié)點(diǎn)呈間斷性工作方式，且網(wǎng)絡(luò)大部分時(shí)間處于非工作狀態(tài)，占空比超低。