面向万物互联的无源物联网技术

01概述

1.1物联网发展现状

物联网本着万物皆可入网的思想，以实现万物互联作为最终目标，已帮助数以亿计的设

备实现互联互通。然而，随着市场规模的蓬勃增长，设备的供能、续航等问题正在成为物联

网发展的新挑战。可以说，如何实现低功耗、低成本、长生命周期的网络已成为物联网下一

阶段亟待突破的关键。

在此背景下，低功耗物联网从2010年左右开始萌芽，经过十多年的发展，形成了以BLE、

LoRa、NB-IoT、RedCap等为代表的一系列成熟的低功耗物联网技术。其中，BLE是低功耗

蓝牙技术，与经典蓝牙保持连接的工作模式不同，BLE采用“睡眠-唤醒”模式节能，具有

易用性、集成性等特点，广泛应用于各类智能终端中。LoRa是远距离无线电技术，定义了

三种不同的终端工作模式以降低功耗，具有多节点，广域连接等特点，适用于物联网报警，

燃气无线抄表等场景。NB-IoT是低功耗窄带物联网技术，相比LoRa，其使用授权频段，干

扰相对较少，具有高可靠性、高安全性特点。RedCap是轻量级的5G物联网技术，能够满

足可穿戴设备、工业无线传感器等对网络能力的需求介于eMBB、uRLLC和mMTC之间的

场景需求。

上述低功耗物联网技术虽然以实现物联网终端低功耗、大连接为愿景，但随着技术的不

断迭代，一方面，低功耗终端在成本、尺寸等方面逐渐出现瓶颈，在面对食品溯源、商品流

通等对单品跟踪管理需求高的应用场景时不具备明显优势。另一方面，受制于常规电源的工

作环境，此类低功耗终端无法在高温、超低温、高湿、高辐射等严苛的通信环境中正常工作，

应用场景受限。

为解决上述问题，无源物联网开始走上产业舞台，并于近两年逐渐成为关注热点。无源

物联网是利用环境能量采集技术，将周围可利用的信号与能量转化为可驱动自身电路的电能，

同时利用以反向散射为核心的通信模式，实现向目标节点传递信息的技术。其最显著的特征

是完全不依赖传统电池供电，能够很好地解决低功耗物联网发展过程中的瓶颈问题，是下一

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代物联网发展的关键技术。

图1物联网连接规模分布金字塔

物联网连接规模分布金字塔如图1所示。其中，金字塔顶端是以5GNR、LTE为代表

的高速物联网，目前主要应用于高清视频传输、AGV集群控制等对时延及带宽要求高的场

景；第二部分是以RedCap为代表的中速物联网，可支持工业传感器、可穿戴设备、监控摄

像头等用例，实现十亿级连接；第三部分是以BLE、LoRa、NB-IoT为代表的低速物联网，

面向视频监控、工业无线传感器网络等场景，可以实现更低终端复杂度的信息采集，支持百

亿级连接规模；金字塔基石是以RFID、蜂窝反向散射通信等为代表的无源物联网，因其在

终端功耗、尺寸以及成本等方面具有显著优势，可广泛应用于资产管理领域，创造物联网千

亿级市场的突破。

1.2无源物联网分类

20世纪40年代，雷达的改进和应用催生了最具代表性的无源物联网技术——RFID。20

世纪60年代后期，简单的商用RFID系统（1bit标签系统）开始出现。1980年后出现了无

源RFID标签，标签中不再需要加载能量，标签价格及维护成本大大降低。2003年，EPCglobal

组织成立，开始管理RFIDEPC网络和标准，从此，RFID进入了标准化发展阶段，产品种

类更加丰富，应用更加广泛。近年来，以RFID为代表的无源物联技术被广泛应用在资产管

理等领域。作为标识的重要承载技术之一，无源RFID技术是现代工业生产环节信息互通的

关键，是产业数智化升级转型的基础。

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RFID系统由标签、读写器和控制平台组成，读写器利用感应耦合或反向散射耦合原理，

向标签发送电磁波信号，标签将电磁波信号转换成能量，激活标签芯片并反馈信息，实现目

标物体的识别。目前，国际上主流的RFID系统可以支持多种频段，低频（125KHz）、高

频（13.54MHz）、超高频（850MHz～910MFz）和微波（2.45GHz）。其中，超高频RFID

系统基于电磁波反向散射技术，理论传输距离为1~10米，使用范围较广，涉及物流、制造

业、航空等众多行业，也是本白皮书关注的重点。

近年来，随着无源物联网技术的不断演进，衍生出一批基于蓝牙、Wi-Fi、LoRa等通信

技术的无源物联网技术。目前，无源蓝牙标签的功耗虽已可以做到与无源RFID标签相近，

但因其产业化程度较低，商品标签种类较为单一，应用受限；相较无源蓝牙与无源RFID，

基于Wi-Fi及LoRa的无源通信技术可通过优化调制、编码等方式实现更远的通信距离，但

此类技术多处于学术研究阶段，还未规模化商用，应用效果有待进一步验证；无源RFID标

签种类多样，生态成熟，产业链完善，且在功耗，成本等方面同样具备显著优势，尤其面向

终端替换率高，成本要求严格的场景时，成为了产业内的首选方案。

另外，基于蜂窝网络的无源物联网技术逐渐兴起，可为设备提供全新、广域的连接方式，

深受产业关注，预计将成为无源物联网领域重点研究方向之一。

1.3产业数字化带来新的发展契机

1.3.1政策支持

近年来，国家出台的“物联网三年行动计划”，“碳达峰，碳中和”等政策，都推动

了超高频RFID行业的规范发展和技术进步。

2020年，工业和信息化部印发《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，明确提

出“推动2G/3G物联网业务迁移转网，建立NB-IoT（窄带物联网）、4G（含LTE-Cat1，

即速率类别1的4G网络）和5G协同发展的移动物联网综合生态体系，在深化4G网络覆

盖、加快5G网络建设的基础上，以NB-IoT满足大部分低速率场景需求，以LTE-Cat1满足

中等速率物联需求和话音需求，以5G技术满足更高速率、低时延联网需求”[1]。

2021年工信部、网信办、科技部等八部门联合印发《物联网新型基础设施建设三年行

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动计划（2021-2023年）》，在行业应用建设指引中明确指出，在智能制造领域，“加快射

频识别、智能传感器、视觉识别等感知装置应用部署”；在智能建造领域，“加快智能传感

器、射频识别（RFID）、二维码、近场通信、低功耗广域网等物联网技术在建材部品生产

采购运输、BIM协同设计、智慧工地、智慧运维、智慧建筑等方面的应用”[2]。

2021年，国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的

意见》指出，要“坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路，确保如期实现碳达峰、

碳中和”[3]。受“碳达峰、碳中和”政策影响，我国加速了物联网与5G、人工智能等技术

相结合的推进，该类技术的发展可在全球范围内助力减少的二氧化碳排放量的15%。超高

频RFID作为一种极低功耗自动识别技术，可以实现信息实时收集与传输。因此，“碳中和”

背景下推动的物联网建设也势必推进超高频RFID快速发展。

1.3.2技术标准

国际上无源物联网技术标准体系的制订起步较早，技术和标准较完善。本世纪初，五大

RFID国际标准化已初步形成，分别为ISO/IEC、EPCglobal、UID、AIMGlobal和IP-X。其

中，ISO/IEC是制定RFID标准最早、最成熟的组织，规定了RFID有关技术特征、技术参

数和技术规范，主要包括ISO/IEC18000（空中接口参数）、ISO/IEC10536（密耦合、非接

触集成电路卡）、ISO/IEC15693（疏耦合、非接触集成电路卡）、ISO/IEC18000（近耦合、

非接触集成电路卡）等，涉及动物识别、集装箱运输、物流供应链、交通管理、项目管理等

应用领域。

国内无源物联技术标准化体系的制订起步较晚，但随着RFID在全球快速普及，我国政

府及相关企业积极参与RFID国际标准的制订工作，并形成了我国的RFID标准体系。2016

年，工信部发布《信息通信行业发展规划物联网分册（2016-2020年）》，重点支持RFID

技术研究，推进RFID标签在物联网感知设备中的布局。RFID行业逐渐走向标准化建设

阶段。截止到目前，国内已标准化了包括GB/T29768-2013、GB/T35102-2017等在内的一

系列RFID协议及测试方法[4-5]。

近年来，RFID系统与蜂窝网络融合的趋势受到广泛关注，相关标准的研究也逐步开展。

2020年，由中国移动牵头在CCSA主导成立了国内首个新型RFID技术研究项目——《基

于蜂窝通信的无源物联网应用需求研究》[6]，目前，相关技术标准立项工作正在积极推动中。

2021年，由OPPO牵头，中国移动、华为、中兴、OPPO、vivo等公司大力推动的《基于环

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境能量的物联网技术》研究项目在3GPPSA1开展[7]。同时，中国移动和华为也在3GPPRAN

提出了面向5GA的蜂窝无源物联网研究项目[8-9]。开启了蜂窝无源的国际化标准制定进程。

此外，全国信息技术标准化技术委员会物联网分技术委员会（SAC/TC28/SC41）于2022

年成立了新型超低功耗物联网联合特设组（SAC/TC28/SC41/WG2/JAHG1），目前，已经

启动了无源物联网相关的标准化工作，正在开展标准化需求分析，并提出了《反向散射通信

网络》[10-11]等标准立项建议。

1.3.3产业环境

超高频RFID经过多年的迭代与发展，已经构建出一套成熟的产业链条，如图2、3所

示，产业上游主要是芯片厂商与天线厂商，可以看出，超高频RFID标签芯片及天线设计厂

商比较丰富，代表性企业有以英频杰、恩智浦、飞利浦、西门子为代表的国际巨头，以及以

远望谷、坤锐、复旦微电子为代表的国内厂商。产业中游可以分为标签产品线与读写器产品

线。其中，标签产品线涵盖了Inlay生产环节、空白标签生产环节、喷绘印刷环节以及标签

集成环节；读写器产品线涵盖了读写器模块制造商、读写器成品与集成商。超高频RFID产

业中游的代表性企业有艾利丹尼森、意联科技、Intermec等国外厂商，以及达华智能、先施

等国内厂商。超高频RFID产业下游以各类解决方案集成商与应用终端用户为主，主要参与

者为IBM、惠普、微软、远望谷等国内外集成商以及服装、物流等国内外行业应用商。

图2超高频RFID产业链

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图3超高频RFID产业全景图

目前来看，我国企业主要集中在超高频RFID系统集成服务、标签及封装市场，在核心

技术如芯片研发方面投入及占比较少。随着近期“缺芯”问题的凸显，业内对于芯片技术的

国产化发展呼声较高。各公司也在加大此方面的投入，相信在不久的将来，国产化芯片的占

比将会取得突破，同时，伴随国内市场应用的不断扩展，我国在超高频RFID的核心技术与

产品方面将迎来新的跨越式发展。

近年来，随着芯片设计与微电子技术的发展，超高频RFID标签价格大幅下降，平均已

低至0.3元，预计到2023年快递业标签甚至可以降至0.1元，这将极大推动超高频RFID市

场的扩展。根据IDTechEx统计，2019年全球超高频RFID标签销量约为150亿个，较2018

年增长20%，全球超高频RFID标签市场规模达9.5亿美元[12]。近几年，中国超高频RFID

电子标签的使用量也呈现出快速增长的趋势。据统计，中国超高频RFID标签销量从2017

年约35亿枚增长至2019年约45亿枚，预计将于2024年达到115亿枚[13]，以超高频RFID

为代表的无源物联网具有巨大的市场潜力。

目前，超高频RFID技术已在零售、物流、航空、医疗、能源、工业等领域得到广泛应

用，无源物联网在国内的产业生态日渐成熟，应用领域不断延伸。

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02无源物联网演进路线

国家政策的大力支持，行业标准的日渐完善，产业应用的快速拓展以及标签天线、芯片

等制造工艺的不断提升，为无源物联网带来新的发展契机。然而，不断扩展的应用需求也带

来了新的技术挑战，为实现能量受限条件下的通信距离增强、覆盖能力提升、感知能力集成

等，亟需推动无源物联网技术的演进与迭代。

综合产业整体的发展需求，无源物联网技术发展可划分为三个阶段：如图4所示，一是

以单点式架构为主的无源1.0阶段，在传统RFID基础上，对读写器及标签性能进一步优化，

有效提升点对点、近距离通信性能；二是以组网式架构为主的无源2.0阶段，将激励器和接

收器分离，有效降低读写一体机的自干扰问题，有助于提升单系统通信距离，同时支持组网

部署，优化系统效率，实现几十米到百余米区域级覆盖；三是以蜂窝式架构为主的无源3.0

阶段，无源物联技术与蜂窝通信技术融合，将进一步推动移动物联网发展。利用基站实现对

无源标签的激励和感知，借助蜂窝网络上下行干扰抑制、优化编码调制方式、实时资源调度、

多天线多节点联合传输、移动性管理等优势，能够为用户提供“全程全网”的连接服务，并

实现中远距离、规模化覆盖。

若类比现阶段成熟的物联网技术特征，我们可以看到，1.0系统解决的问题类似蓝牙系

统，主要针对单点覆盖；2.0系统在架构及性能上进行优化，其工作模式可类比于室内Wi-Fi

通信，局部区域可组网；3.0系统由于和蜂窝融合，属于移动物联网的下一步演进方向，可

以充分体现5G的技术优势，广域覆盖，规模通信。

无源1.0~3.0系统以覆盖与读写能力增强为目标，不断进行系统内的迭代与演进，可分

别满足不同行业的应用需求，未来很可能将长期共存。由于无源2.0及无源3.0系统在整体

性能上有较大提升，极大扩展无源物联网使用的场景，被行业普遍认为是新型无源物联网技

术发展的代表，成为了产业目前关注的重点，中国移动也将协同产业重点发力新型无源物联

网的技术与产品创新。

图4无源物联网技术发展三阶段

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2.1单点式无源1.0阶段

无源1.0是以超高频RFID为代表的单点式无源物联网系统，如图5所示，系统包含无

源标签、读写器及上层管理平台三部分。其中，读写器发射射频激励信号为无源标签提供射

频载波及射频供能，无源标签利用反向散射通信技术将自身信息调制到该射频信号上，读写

器接收标签反向散射的信号并进行解调，并将采集到的信息上传到后端数据管理平台，从而

实现无源标签信息的读取与传输。

图5无源1.0系统架构

如表2所示，无源1.0系统使用免授权频谱，以LoS信道模型进行理论推导，关键性

能指标可参考如表2。

表2无源1.0系统关键指标

无源读写器标签接收标签发射标签链路预算

1.0灵敏度功率

系统发送：36dBm-20dBm-26dBm下行：58dB

接收：-92dBm上行：74dB

参照上表数据可估算，无源1.0系统下行链路预算为58dB，上行链路预算为74dB，受

限于下行预算，覆盖距离不足10m。

无源1.0系统中，读写器接收的反向散射信号经历了双程路径损耗，信号强度较弱，同

时，该系统中，读写器端存在较强的载波泄露自干扰和读写器间干扰，限制了读写器和标签

之间的通信距离，已成为无源1.0系统在实际应用中的技术瓶颈。相关产业也在不断探索无

源1.0系统技术方案的演进，重点提升单点通信的可靠性和读写效率，但应用场景仍然受限，

主要应用方式仍然是点对点式识别场景。

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2.2组网式无源2.0阶段

业界自2014年开始研究无源2.0系统，将读写器从传统的收发一体分为激励器和接收

器两个设备，提高了发送、接收信号的空间隔离度，降低了读写器的自干扰，进而提升接收

器对标签反射信号的接收灵敏度，扩展系统覆盖范围。在系统性能上，无源2.0系统的传输

距离和传输效率明显提升，且具有良好的识别准确率，可应用于大型仓储、资产管理等场景

中的单/多道口区域，实现货物的自动化、大规模、高效盘点。在商用进度上，无源2.0系统

具备更快速、更便捷的推广模式，且对现有标签不做改动，能够尽可能的复用现有产业资源，

支持技术的无缝切换及产品快速落地。

图6无源2.0系统组成

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无源2.0系统由四个核心部分组成，如图6所示，包括管理平台，接收器，激励器以及

无源标签。其中，管理平台负责启动业务流程、统一调度多接收器以及数据的分析展示；接

收器负责下发选择标签、盘存标签等指令信号给激励器，同时，对激励器进行管理控制，调

控多激励器间的接入资源；激励器负责转发来自接收器的指令信号给无源标签，并给标签供

能以完成激励；激活状态的无源标签向外界反向散射自身数据，由接收器进行数据的接收与

上报，最终完成无源标签承载信息的读取。

如表3所示，无源2.0使用免授权频谱，以LoS信道模型进行理论推导，关键性能指标

参考如表3。

表3无源2.0系统关键指标

无源接收器接收器接标签接收标签发射标签链路预算

2.0EIRP收灵敏度灵敏度功率

系统36dBm-112dBm-20dBm-26dBm下行：58dB

上行：94dB

若参照上表数据可估算，无源2.0系统下行链路预算58dBm，上行链路预算94dBm。

与无源1.0系统对比可知，通过收发分离架构，增强上行链路预算，上行覆盖距离是商用

RFID的10倍，可达百米；激励器和标签之间的下行链路预算与无源1.0系统保持一致。

无源2.0系统较无源1.0系统，在通信距离以及组网能力等方面都有较大的提升；同时，

无源2.0系统在空口协议方面改动较少，可兼容主流的无源1.0协议，有利于无源物联网技

术的平滑演进，快速形成商业闭环。另外，无源2.0系统能够显著提高标签盘点准确率，且

由于激励器功能简单，硬件成本较低，可降低连续盘点解决方案成本，应用于工业或商业领

域，实现资产设备管理及进出库智能管理。

2.3蜂窝式无源3.0阶段

蜂窝网络具有良好的网络覆盖与优质的通信性能，随着蜂窝网络的不断优化革新，将蜂

窝网络与无源物联网系统进行结合，可以充分发挥蜂窝网络优势，实现密集组网，抑制设备

互干扰，增强运维管理能力，同时，还可以进一步提升通信距离和传输可靠性，成为目前业

内认可的无源物联网技术发展重要方向。

基于当前蜂窝能力的无源3.0系统，可以充分利用蜂窝基础设施和授权频谱的优势，复

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用蜂窝网络的广覆盖技术，实现一网多能，室内同小站共部署（NLoS>20m），室外同杆站

共部署(NLoS>150m)。另外，无源3.0系统可根据不同的业务需求，灵活选用无源标签/半

无源标签，其中，无源标签又分为普通无源标签和储能式无源标签（含储能电容），半无源

标签为支持环境能量（如射频能、太阳能）采集的标签。

如表4所示，以LoS信道模型进行理论推导，可得无源3.0预期关键性能指标参考如下。

表4无源3.0系统关键指标

基站标签类型标签接收灵敏度标签发射基站接收下行链上行链

无源EIRP功率灵敏度路预算路预算

3.046dBm普通无源-20dBm/-28dBm/-5-26dBm/-36-101dBm68dB/83dB/

系统/储能式0dBmdBm/-11376dB/85dB/

无源/半/-34dBmdBm96dB98dB

无源标签/-124dBm

无源3.0系统中，标签的上下行链路预算较上述1.0、2.0系统有明显提升，且对于半无

源标签，其上下行链路预算基本相等，解决了无源1.0及2.0系统中的“收发不对称”问题。

2.3.1空口架构

蜂窝式无源3.0系统有两类主要的潜在空口架构，一是蜂窝基站和标签直接通信，基站

同时支持下行信号激励和上行数据接收，硬件部署成本低，适用于户外大规模部署场景；二

是通过UE中继或其他中继来实现激励信号发送和/或反向散射信号接收，可满足区域无源

标签定点激励，数据汇总、再加密、统一上报等需求。

1.直连式空口架构

蜂窝直连式无源物联网架构的特点为基站直接管理无源标签，借助基站在频段、发射功

率、多天线、多节点联合传输方面的优势，蜂窝直连式无源物联网架构可显著改善无源标签

下行通信存在瓶颈的问题，提升系统整体通信距离，使无源物联网技术应用到更多室外场景。

根据应用场景不同，此类架构可衍化出三种变形。

Case1：蜂窝直连式

蜂窝基站直接与无源标签进行通信，向无源标签发送射频载波信号和指令信号，其中，

射频载波信号用于向无源标签提供能量及用于调制的载波，指令信号携带无源标签的控制信

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息；无源标签通过反向散射的方式将信息传输给基站，如图7所示。此类架构涉及硬件设备

少，通信时延低，组网方案相对简单，但受限于标签接收灵敏度，下行链路预算小于上行链

路预算。适用于物流、畜牧、交通等空旷室外应用场景。

图7蜂窝直连式空口架构

Case2：基站中继式

引入中继基站（如：由运营商建设、管理的微站、杆站等），对基站空口信令进行中继、

转发，同时对标签信息进行上报，如图8所示。主站与中继基站间可采用5GNR有线回传，

中继基站与标签间可沿用现有无源通信协议（如：ISO/IEC18000-6CRFID）。此类架构中，

中继基站一方面支持信息转发，实现远距离传输，另一方面，可兼容传统无源标签，保证技

术平滑演进。适用于已广泛部署传统RFID设备的环节，如，大型仓储、零售行业。

图8基站中继式空口架构

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Case3：辅助供能式

在直连式通信的基础上，为解决下行覆盖收缩的问题，引入供能节点。基站向标签发送

下行指令信号，接收标签上行反向散射信息，并通过空口信令统一调度分布式供能节点，实

现标签近距离供能，如图9所示。此类架构中，供能节点功能单一，因此，可复用已有网络

设备（如：网关、CPE）的传统无线通信信号，无需额外升级；同时，也可以结合标签侧能

力，采集转化环境能量源（如太阳能、动能、热能等）。此类架构适用于家居、零售等已存

在可复用供能节点的场景，以及仓储、工厂、电力电缆监测等对多径干扰强，需提升发射功

率以弥补穿透损耗的场景。

图9辅助供能式空口架构

2.中继空口架构

中继式无源物联网架构的特点为基站与标签间存在UE设备，基站仅对标签进行弱管理。

UE设备（如：手机、AP）可实现标签定点、近距离激励，同时，对标签上行信息进行统一

汇总上报，减少带宽资源占用，也可以对数据进行二次加密，保障远距离传输数据安全。但

受限于中继式收发的工作模式，此类架构中，基站与UE通信往往存在1毫秒/10毫秒级固

有时延。相应地，中继式架构也可以衍化出多种变形，其中，以下四种架构变形较为实用。

Case4：UE中继式

UE作为中继节点，对来自蜂窝基站的空口信令或来自标签的反向散射信号进行中继转

发，蜂窝网络下发指令至UE，UE发送射频载波信号与指令信号启动和标签之间的通信，

如图10所示。此类架构中，与Case2相似，UE近距离激励可改善下行传输距离，保障网络

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z连续覆盖；同时，由于UE的覆盖范围远小于基站，因此，可实现定点激励（如：仅激励

某车间特定流水线上的无源标签）；另外，UE可具备协议转换功能，兼容性好。但与Case

2不同的是，此类UE设备多由终端厂商生产、管理。因此，多适用于家居、医疗等存在可

复用UE的室内场景，以及工厂、零售等需定点激励的场景。

图10UE中继式空口架构

Case5：中继分离式接收

基站向标签发送射频载波信号、下行指令信号，标签上行反向散射信息由UE接收、回

传，如图11所示。与Case4相比，此类架构中，降低了对于UE消除信号自干扰能力的要

求，因此成本也相对较低，但由于基站侧上下行交互信息不对等，蜂窝网络难以对标签进行

认证、鉴权、移动性等管理。因此，此类架构仅适用于广告推送、博物馆展品讲解等盲激励

需求场景。

图11中继分离式接收空口架构

Case6：中继分离式供能

基站向标签发送指令信号并接收标签上行信息，UE接受基站统一调度，发送射频载波

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信号以完成标签激活，如图12所示。此类架构对UE接收及转发信号能力要求低，可复用

已有网络设备充当UE，但需协调射频载波信号与指令信号到达标签处的顺序，适用场景与

Case4相似。

图12中继分离式供能空口架构

Case7：中继分离式激励

如图13所示，中继分离式激励架构与Case6架构相似，区别仅在于此类架构中，射频

激励信号与指令信号由UE统一发送，因此，虽对UE能力要求更高，但射频激励信号与指

令信号到达更易协调。

图13中继分离式激励空口架构

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2.3.2网络架构

考虑到无源物联网相较于传统蜂窝通信系统，传输数据信息以标识信息与小数据量传感

信息为主；且无源通信交互逻辑较简单，控制调度信令远没有蜂窝系统复杂，因此，其网络

架构设计也将在蜂窝系统的基础上作出进行简化，以实现更加轻量化、便捷化的端到端架构。

蜂窝无源物联网通信系统有两种潜在网络架构，分别满足不同应用需求。一是完整版架构，

即，基于核心网网元，对标签进行认证、鉴权、移动性管理；二是简化版架构，即，将核心

网部分能力下沉至代理节点，以完成本地化的标签识别等基本流程。

完整版网络架构继承了部分核心网网元，如图14所示。用户指令由无源物联服务器发

起，经过核心网后下发至基站，由基站执行盘存操作和接入控制操作，并将获取到的盘存信

息、标签数据等交由核心网后，通过数据开放网元完成向用户平台的上报。

此类网络架构可基于核心网网元（如：AMF、UDM、SMF等）完成对于标签的移动性

管理，可以实现无源标签的全流程追踪，应用于如交通、物流、畜牧等场景中。同时，核心

网能够实现认证、授权、计费、加密、管控、策略控制等操作，标签的盘寻、读写等功能可

由物联网服务器或核心网提供。此类架构涉及核心网，功能完整，可实现“全程全网”。由

于无源物联场景的交互场景较为简单，后续可以进一步考虑对现有的NAS层协议的优化，

以精简标签和核心网交互流程。

图14完整版蜂窝无源网络架构

简化版网络架构是考虑到无源应用的轻量化需求后，将核心网的路由功能下沉至边缘代

理节点，并通过代理节点和用户应用服务器的交互，获取用户指令，以此调度基站完成盘存

操作和接入控制操作，并将基站上报的标签数据等转发至服务器的新型网络架构，如图15

所示，其中的代理节点也可以为下沉的小型化核心网，以满足用户对包含无源物联网在内的

多种制式的蜂窝通信接入需求。在此环节中，由于代理节点和基站绑定，属于本地化部署，

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因此，适用于仓储、家居、工厂等本地化应用。代理节点除具备路由功能外，也需要支持中

间件的功能，实现基站的调度控制以及数据的初步处理。该架构下，标签的认证、授权，以

及移动性管理等均由用户平台侧完成，由于本地化通信，标签仅需支持RRC--MAC--PHY

三层协议，功能较简单，功耗也相对较低，但计费、加密、管控、策略控制等操作实现难度

较高，具体方案仍需进一步研究。

图15简化版蜂窝无源网络架构

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03无源物联网关键技术

无源物联网具有低成本、零功耗、易部署等优势，可广泛应用于工业现场、智能家居等

各种复杂场景下，支持泛在数据感知，并以极低功耗的通信方式完成感知数据的实时回传。

同时，新型无源标签的标识与传感信息是未来产业数字化的基础，可为物品全生命周期管理

提供服务，提升数据分析及数据运营的能力，打造端到端的通信网络，助力实现具备“感、

通、算”能力的新型通信系统。

无源物联网系统整体架构如图16所示，可分为“感知”、“通信”、“数据与智能”

以及“多场景应用”四个层级。具体地，感知层主要包含了新型无源标签、读写设备以及信

号中继转发设备；通信层以5G蜂窝网络与反向散射通信为基础进行协议融合与优化，实现

极低功耗的数据传输；数据与智能层依靠各类数据挖掘、分析方法，充分提取前端采集数据

的价值，基于高精度无源定位、标识设计，提供全生命周期管理、用户行为分析等服务。最

终，赋能物流、仓储、制造、电力、交通、医疗、畜牧、家居等各类垂直行业。

图16无源物联系统网端到端架构全景图

尽管无源物联网的行业应用不断拓展，技术演进路线清晰，但为了更好的服务应用，在

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上述“感知”、“通信”及“数据与智能”三个层级中，依然存在众多技术难点值得研究。

3.1感知技术

无源物联网系统依靠无源标签及读写设备完成端侧感知，感知层关键技术包括新型无源

标签芯片、天线、环境能量采集和感知能力集成技术的研究；以及新型读写设备抗干扰、防

碰撞和组网技术的研究。

3.1.1新型无源标签

无源标签主要由核心芯片和外围天线组成，是一个高度集成的智能微系统，无源标签的

性能对无源物联网系统至关重要，新型无源标签旨在设计出具有“低功耗”、“低成本”、

“集成度高”、“兼容性好”、“良好信息采集能力”、“结构形式多样”等优点的面向全

场景的新型无源标签。为了满足不同的应用需求，新型无源标签形态多样，有条形、环型、

卡片型、扎带型、纽扣型和防水型等，需要对天线材料、型号及封装工艺进行研究，如图

17所示。

图17各种形式的无源标签

另外，与传统无源RFID标签相比，新型无源标签可支持的能力有较大升级，具备数据

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感知与通信一体化的能力，并需具备与蜂窝网络通信的能力，因此，需考虑系统级方案，包

括新型芯片及天线技术、电路集成技术、新标识设计、新协议适配等研究方向。另外，无源

标签的性能提升主要受限于能量的供给，需要研究环境能量采集技术，以在标签能量采集、

存储、转化效率方面实现突破，确保低功耗场景下的高效通信。

3.1.1.1芯片技术

无源标签芯片架构包括模拟射频前端、数字控制部分以及存储器。其中，模拟射频前端

主要实现电源产生、调制/解调、时钟产生、上电复位等功能。数字控制部分决定标签内部

数据流向，能够按照接收到的指令，对标签状态进行转换、存储并返回所需要的内容，具有

命令解析、数据编码、数据存储、读写等功能。存储器部分使用可擦可编程读写器，负责存

储标签标识数据及感知数据。由于无源标签的主要能耗来源于芯片，为满足新型无源标签低

功耗与低成本的要求，需对芯片前端射频功能模块、模拟与数字电路、门级网表等核心模块

进行低复杂度、低功耗的设计与布局。其中，低功耗模拟电路设计，整流效率提升等关键技

术，将大大提升标签接收灵敏度，有助于下行激励距离的进一步拉远。

3.1.1.2天线技术

天线是决定无源标签性能的重要单元，天线设计与制造技术包含天线极化选型、方向性

研究、阻抗匹配技术以及小型化设计等。对于天线极化方式的研究，常见的标签天线（如：

偶极子天线）为线极化天线，但同样可以考虑应用圆极化天线，以解决标签方向性不可知的

问题。对于天线方向性的研究，天线波瓣宽度的收缩虽使天线覆盖范围减小，但同时可带来

天线增益、作用距离及抗干扰能力的提升，因此，可以综合考虑天线覆盖范围及作用距离需

求，适当提升天线方向性。另外，为了以最大功率传输，需要研究天线阻抗匹配电路，以提

升芯片输入阻抗与天线输出阻抗的匹配度。除以上天线设计技术外，由于天线的尺寸决定了

封装后标签的大小，因此，可以采用曲流技术、加载技术、分形技术等实现天线小型化，以

减小标签整体体积，满足不同场景下的标签体积要求。

3.1.1.3环境能量采集技术

环境能量采集技术能够采集环境能量以驱动标签电路，提升标签灵敏度，增强下行距离，

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为标签侧增加低功耗放大器等模块创造可能性，能够极大降低远距离数据传输所需的链路预

算，同时，为标签数据感知能力的升级提供保障。

环境能量采集技术的核心在于，需要针对不同行业内的场景需求，设计出多样的供能方

案，以确保在各种环境下均有合适的供能方式，常见的方式有太阳能、射频能、热能、动能

等环境能量采集。

各类能量采集技术与目前光敏、压电、热偶等传感器的工作原理相同，都是将其他信号

转换为电信号，因此，目前业界的研究方向主要集中在提高能量转化效率及场景匹配度。其

中，由于环境中射频能量分布的广泛性，与其它能量采集方式相比，基于射频能的能量采集

被业界广泛关注和深入研究，其优点在于用于射频能量转换的器件简单易得；即，所需器件

仅为普通导体或半导体器件，无需要其它形式的非标准材料及器件，如光伏电池、热电结和

机械发动机等，即可完成能量转换。除此之外，环境射频能量分布广泛，易于获取。基于射

频能的能量采集技术的主要研究方向有多天线技术射频能量采集、多频段宽带射频能量采集、

环境能量存储技术等。

多天线射频能量采集

多天线射频能量技术能够深度挖掘空间维度资源，提供阵列增益、复用增益和分集增益，

并具有较强的干扰抑制功能，已成为5G及下一代无线通信系统的核心技术。将多天线技术

应用于无源标签中，能够实现同步的能量采集与数据传输，将显著的增强接收信号强度和分

集增益，进而改善系统的通信距离，降低误码率[14]。

多频段宽带射频能量采集

环境射频信号具有时域高度动态变化、空域覆盖不规则和频域带宽不均衡等特点，因此，

存在某一时间和地点，单频收集器无法有效地收集能量的情况。基于多频段的能量采集可以

划分和使用任意频段和带宽进行有效的能量采集，并且允许无源物联网系统使用超宽频域范

围内的信号作为激励信号，能够有效拓宽环境反向散射通信的应用范围。

光伏能量采集

光伏能量采集是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，

是能量采集效率最高，也是目前最成熟的能量采集技术。室外光源稳定情况下，晶硅太阳能

电池组件的光电转换率约可达到20%，功率密度一般为10~20左右，供给能量可

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25mW/cm

以支撑中小型设备长时间工作，但缺点在于能量完全取决于光亮强度，在阴暗天气或室内时

难以有效采集能量，因而常应用在室外环境。目前，业内已有部分光伏无源标签产品，但多

采用光伏硅板，导致标签体积较大、成本较高、且不具备柔性，因此，采用柔性光伏薄膜制

成的无源标签有望成为未来趋势。

振动能量采集

振动能广泛存在各种生产环境中，工业现场、汽车行驶、桥梁等场景中，蕴藏着巨大的

振动能量，在高频振动下可达1~8mW级别，因此，相比于光伏也更适用于室内生产及移动

场景。振动能量有多种不同的收集方法，主要可分为压电式、静电式、电磁式和摩擦式四种，

其中，基于压电式和摩擦式的振动发电技术具备输出电压高、成本低、重量轻、材料选择性

广等优点，是目前业界研究的主流趋势，也是在工业场景下无源标签的首选供能源。但振动

发电技术本身也有一定局限性，其频带有限，需要针对应用设备的振动频率进行定制化设计，

以将电路谐振频率与环境振动频率进行匹配。

热电能量采集

热电能收集主要源于环境中常见的温度梯度（温差），其工作原理基于席贝克（Seebeck）

效应，依据两个不同导体接合处的温度差产生电压，但由于席贝克原理所生成的电压完全取

决于温差的大小，日常环境的温差很难有效利用，因此，利用温差发电的无源标签可能更适

用于工业环境中具备高温的内燃机、气轮机、各类泵站上，有效利用废热进行供能，提供通

信与感知能力。

环境能量存储

环境能量存储技术能够利用环境中间断的能源作为激励信号，以能量存储模块对激励能

量进行存储转化，并使用存储的能量驱动自身电路，降低无源标签激活门限，完成辅助式反

向散射通信，甚至任意时刻的数据读取与回传[15]。

3.1.1.4感知能力集成技术

在物联网架构中，传感器作为数据采集的基础设施，是物联网系统数据的重要入口，将

无源标签与温湿度、加速度、气体、压力及生物等多种感知能力进行集成，以环境能量使能

无源标签，完成环境数据的自动化采集与低功耗传输，实现标签“感、通”一体。将有效解

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决传统传感器的部署及应用受限的问题，有望成为未来大范围感知网络的主要形态。

感知与无源技术的结合可以分为多种形式，一种是将完整的传感器芯片直接内嵌至射频

芯片，二者进行SIP或SOC级封装；另一种则是利用天线的阻抗特性，通过在天线上增加

热敏或湿敏部分，并在无源标签芯片中增加自动调谐电路，对随环境变化的天线阻抗进行自

动调谐修正，这个修正值也可用于计算湿度或水分含量。

感知能力与无源通信的有效集成不仅与感知机理相关，还依赖于能量采集天线设计、环

境能量采集技术、能量转化与管理电路设计、多传感器集成技术等多项技术的融合。二者的

融合可极大的拓展无源物联网系统的应用场景，赋能无源标签采集高温、极寒、易泄露等特

殊环境中的数据，满足无源物联系统场景感知的需求。

3.1.2新型读写设备

读写设备是无源物联网系统中关键的数据采集终端，可以实现对标签信息的读取与写入

操作，读写设备与标签一起，构成无源物联网系统前端无源感知的基础。读写设备的特点为

场景定制化程度高、注重用户实际需求，因此，面向不同应用场景，读写设备的形态多样，

包括但不限于移动式读写设备、固定式读写设备、通道式读写设备、以及未来集成了标签读

写功能的微站、杆站等蜂窝空口设备。

目前一体式的读写设备受限于无源标签跳频能力，多工作于同一频段，且同时进行上下

行信号收发，容易出现信号自干扰及异系统互干扰问题；另外，当对大批量标签进行读取时，

由于标签接入时隙碰撞带来的系统吞吐率降低将会极大影响系统工作效率。因此，需要对读

写设备的抗干扰技术、组网技术以及防碰撞技术进行研究。

3.1.2.1抗干扰技术

信号自干扰问题严重制约了读写设备接收灵敏度的提升。标签反向散射的工作方式决定

了读写设备必须在接收信号的同时，持续对标签进行供能；且由于现阶段标签不具备频移能

力或频移能力有限，读写设备发射频谱与接收频谱处于同一位置。因此，低成本读写设备的

自干扰消除机制不同于一般的无线通信系统，需要对其进行专门研究。

目前，主要的研究方向有以下四个。首先，对于一体式系统，可以对读写设备本身自干

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扰信号对消算法、载波相消电路等技术进行深入研究与优化。第二，可以采用物理隔离方式，

将读写设备收、发模块拆分，形成分离式架构，实现读写距离的突破。另外，分离式反向散

射系统中，同样存在射频源到反向散射通信接收端的直接链路干扰问题，为消除此类干扰，

可以设计具有差分特性的反向散射基带信号，并联合载波信号的时频域结构特性，在接收端

有效消除直接链路干扰。最后，也可以考虑将读写模组与蜂窝基站集成，借助现有基站的自

干扰抑制能力，在不大幅增加成本的前提下，显著提升读写设备抗干扰能力。

3.1.2.2防碰撞技术

无源物联网连接数量的上升使得多标签碰撞问题凸显，鉴于多个无源标签工作在同一频

率，当它们处于同一个读写设备作用范围内时，若选择统一时隙接入，则标签信号将在读写

设备端产生碰撞，导致信息读取失败。

考虑到无源标签对功耗限制的严苛性，可以研究以读写设备控制的防碰撞技术，又因为

标签时钟偏差普遍较大，同步精度难以满足比特碰撞检测要求，因此，可以基于时隙Aloha

的思想，研究随机时隙类接入与二进制搜索树类接入方法相叠加的新型防碰撞技术，以降低

标签碰撞率，同时实现上千枚标签的读取，满足大规模盘存的需求。

3.1.2.3组网技术

为实现无源物联网系统连续组网与广域覆盖，需要对读写设备进行组网部署。

面向无源2.0系统，针对“单接收器与多激励器”，或“多接收器与多激励器”协同调

度控制需求，为解决多设备同时工作时的系统间干扰问题，需要研究的关键技术为抗干扰检

波技术与基于功率竞争的信号算法等。同时，由于各系统覆盖多存在重叠区域，为解决各系

统间通信的竞争问题，需要研究干扰协调机制、信道资源调度方法与数据融合分析算法。

面向无源3.0系统，针对“蜂窝基站与蜂窝基站”“蜂窝基站与中继设备”组网需求，

可参考蜂窝网络组网技术，研究多目标联合优化算法、组网控制协议、信道质量测量方法、

干扰协调机制等，以降低系统间干扰，完成区域无死角激励，提升多设备协同工作时的系统

效率。

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3.2通信技术

通信技术的实现依赖通信系统的优化与简化，包括高效调制、编码方式，合适的多址接

入方式，低功耗通信安全保障机制以及简化的通信协议栈设计。

3.2.1调制、编码方式

传统无源RFID标签承载的数据量较小，多采用负载调制，通过调整标签天线接口的阻

抗，进而改变天线接口的反射系数，实现ASK、FSK等低阶调制方式；并采用PIE码、米

勒码等简单编码方式。这种极低复杂度的调制和编码方式，一方面使得标签仅需支持简单的

信道估计和均衡运算便可实现信号解调，很大程度地简化了电路，降低了计算功耗；但另一

方面，也造成了无源系统吞吐率低的问题，限制了无源标签的应用范围。为了提高标签的信

息传输速率，可以考虑对无源标签电路进行升级，以在能量受限的前提下，支持例如BPSK、

QPSK、Polar、TBCC等更高效的调制及编码方式。

3.2.2多址接入技术

随着无源系统架构的革新、无源标签接收灵敏度的提升，无源通信距离进一步扩大，在

网络覆盖范围内，多标签同时被激活的概率增大，因此，高效的多标签协调多址接入机制在

无源物联网通信系统中显得尤为重要。目前主流的无源多址接入技术以TDMA为主，即，

系统在时域上划分多个时隙，不同终端基于不同时间延迟，在不同的时隙上进行通信。该类

算法简易可行，应用成熟，但由于其需要确定一定的时间延迟并基于该时间延迟进行通信，

因此，对信号的时间同步性要求较高，在面对海量连接场景时，因信号远距离传输而造成的

高时延问题将在网络边缘设备处暴露出来。

近年来兴起的非正交多址接入（NOMA）技术具有信号同步到达要求低的特性[16-17]，使

系统免除反向散射信号传输前的调度信令，对于无源物联网系统上行链路，基于时域扩展的

NOMA方式可以实现覆盖、效率、容量等多方面提升，有望为无源物联网系统提供自治的、

低复杂度的高效接入方式。

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3.2.3通信安全技术

由于无源标签的能量受限性与电路结构的低复杂性，无源物联网系统无法支持无线网络

中主流的密钥生成算法和机制。因此，有必要对无源物联网的信道特征进行研究，设计出适

用于低功耗设备的加密算法及安全保障机制，以防止标签欺骗，保护标签数据隐私，提升系

统的通信安全。

无源物联网系统通信安全领域潜在的研究方向有：最小功耗动态生成密钥技术、基于信

道特征的物理层加密机制等[18-19]。此外，面向蜂窝式无源3.0系统，也可以研究蜂窝基站与

无源标签的双向认证鉴权机制，在保证蜂窝网络安全的同时，既避免伪基站对无源标签数据

的读取和篡改，又能拒绝伪造标签接入蜂窝网络。

当对标签安全问题进行研究时，在确保通信安全的基础上，还需考虑标签数据的安全，

研究感知层安全加密芯片、低功耗应用层加密算法等技术，以提升无源物联网系统端到端安

全性能。

3.2.4简化协议栈设计

由于新型无源物联网标签仅支持极低的设备复杂度以及极低的电路功耗，传统蜂窝网络

的多层协议栈架构以及复杂网络架构无法满足无源物联网设备的通信需求。因此，需要设计

扁平化的协议栈结构，以支持极简的信令控制以及数据传输。

在空口协议栈方面，针对无源标签，可以采用PHY—MAC—RRC三层或PHY-MAC两

层极简协议栈，实现标签与基站的交互，基站将来自无源标签的上行数据通过裁剪后的协议

栈传输，经核心网或代理节点上报给用户应用平台，完成标签数据的读取；对于有较高通信

能力的标签，如基于环境能量采集的半无源标签，可以采用完整版网络架构，考虑在三层或

两层协议栈的基础上增加特定类型的NAS层协议，如UL/DLNASTransport，借助核心网能

力实现对标签功能及数据的管理。

在信令设计方面，可参照RFID系统中包括Select、Query、QueryRep等在内的12条必

选指令，设计相应的简化RRC及MAC层信令，保障从传统RFID协议向新型无源物联网

协议的平滑过渡。

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3.2.5核心网技术

蜂窝无源物联网系统完整版的网络架构离不开核心网的支持。基于核心网的无源物联网

技术可从业务需求和降本增效两个角度实现功能：首先，核心网具备路由汇聚、认证授权、

计费、加密、管控、策略控制等能力，可有效满足垂直行业用户的多样化业务需求；另外，

随着后续无源物联业务的广泛开展，通过复用现有核心网并进行相关功能改造，可在未来有

效平摊成本，形成规模效应，有效降低单客户成本下降。

新型无源标签数量巨大且数据传输速率极低，如果按照现有机制每个标签占用一个会话，

将会导致大量的会话资源浪费，降低网络资源的利用率。在进行新型无源标签的会话管理设

计时，可基于UDM签约、PCF策略下发等方式实现群组、DNN、切片等粒度的多标签会话

共用技术，不仅可通过GTP-U隧道的共用实现用户面资源共用，还可通过组粒度的能力开

放、位置管理、移动性管理等流程实现控制面网元之间的资源共用，有效提升核心网的用户

面资源利用率。

3.3数据与智能技术

3.3.1定位技术

标签定位技术可细分为相对定位和绝对定位技术。相对定位技术可主要应用于一些典型

小范围室内场景如：物品查找等；绝对定位技术主要应用于一些较广域的移动性场景如：人

员定位、货物追踪等。现阶段无源定位的实现方法多为基于RSSI或基于参考地标的粗略定

位方法。随着无源物联网应用场景的拓展，人们对无源标签单品级精确定位及轨迹判定的需

求增加。RSSI和载波相位融合定位、多天线阵列的波束控制定位、波达方向定位等是提升

无源定位精度的有效技术，同时，也可以考虑在应用平台侧应用MUSIC算法等空间谱估计

技术，以准确预估出信号到达角度。

另外，面向无源3.0系统，可以考虑将无源定位技术与5G定位技术相结合，基站通过

计算标签和基站的无线信号多径，预估出标签的位置，并经多个站点联合定位以提升预估位

置精度，实现更低成本定位方案。

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3.3.2标识技术

标识是物品在数字化世界的通行证，对产业数字化升级有重要意义。新型无源物联标识

可应用于数字孪生、元宇宙领域，协助虚拟空间中真实物理世界的精准数字化映射，结合仿

真分析、人工智能等形成高价值应用，支撑网络数字化、智能化演进。然而，由于传统无源

RFID标签基于EPC码的标识方式与蜂窝网络通信标识有较大差异，且实际使用不规范，难

以直接应用于蜂窝网络通信，在向蜂窝无源物联网系统演进的过程中存在障碍。因此，在无

源3.0新的通信架构下，需要考虑新型标签标识的重新设计，构建新的标识体系。

新型标识可以沿用EPC编码来实现对于货物信息描述，但同时也需要考虑蜂窝通信过

程中的网络识别码，可参考手机终端的SIM管理方案及SUPI/SUCI的使用方式，由专门部

门对新型标识网络识别码进行设计，同时制定管理相关号码的使用规则，同时由运营商与第

三方使用方协商共同发放相关码号，用于后续的标签通信及管理。

3.3.3数据挖掘技术

无源物联网系统在全场景感知与低功耗通信能力的助力下，可以实现泛在的数据采集与

回传，但最终为行业的赋能必然离不开智能化的数据挖掘技术，最终向用户提供定制化应用

服务。无源标签所采集的数据具有数据条目多、单体数据量小的特点，对标签身份及感知数

据进行分析与挖掘，将有利于打通各产业各环节，真正做到生产数据实时监控、全流程监管，

为产业数字化发展构筑坚实的数字基座。

标签采集到的数据，经过集成、规约、清理等预处理流程后，可选用合适的应用统计方

法、决策树、神经网络及遗传算法等处理信息，挖掘出有用的数据，服务于物品全生命周期

管理和用户行为分析。一方面，数据挖掘技术可为用户提供业务报表生成、关键运营指标实

时监测等多样化、定制化的服务，实现物品在全生命周期流转过程中的全链条数据贯通，极

大提升生产管理效率及精细化程度；另一方面，通过对标签环境信息及位置信息的挖掘，能

够分析与判断佩戴无源标签的用户在各类智能空间内的行为信息，跟踪用户手势及运动状态

的变化，实现非侵入式健康监测、智能交通辅助传感等应用。

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04典型行业应用

无源物联网通信的显著优势为免电池、免维护、低成本，借助无源感知、极低功耗通信

技术以及数据与智能各层级的关键技术，新型无源物联网标签以极低的硬件复杂度，可支持

“感通”一体能力，结合全新的系统架构，新型无源物联网技术能够满足超低功耗、超低成

本、极小体积的应用需求，拓展支持丰富的行业应用，赋能如仓储、物流、制造、交通、医

疗、畜牧、家居等行业应用。

4.1物流

随着大数据、云计算、人工智能、区块链等新技术加快推广应用，建设高效化的物流体

系已成为当今物流行业发展的基本要求。智慧物流体系是我国物流产业发展和转型的必由之

路，以现代信息技术为标志的智慧物流正步入快速发展阶段。

如图18所示，供应链物流管理贯穿物流的全流程环节，通过对采购过程中资金流、物

流和信息流的统一控制，可达到采购过程总成本和总效率的最优匹配。智慧物流还可以为供

应商、生产商、消费者提供运输、仓储、包装、配送等全方位的信息服务，降低运营风险。

因此，物流全流程管理以及物品全生命周期追溯成为了智慧物流急需解决的问题。

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图18智慧物流全流程管理

物流应用场景具有移动范围广、数据读取频发、并发数据量大等特点，一般要求室内网

络通信距离大于30米，室外网络通信距离大于百米，且要求标签具备温湿度传感、压力/

振动传感等感知能力。

作为自动识别技术的典型代表，新型无源物联网技术具备识别准确度高、性能可靠、存

储信息量大、耐油污水洗等特点，且新型无源标签体积小、免维护、成本低，适用于资产的

全流程管理、产品的全生命周期管理以及物流的精细化管理。同时，新型无源标签易与传感

器结合，通过附带温湿度、加速度等环境传感器的无源标签可以实现冷鲜物品的全程状态监

测与高价值物品的全程溯源，保证物品的安全以及运输过程中的质量，显著提升物流运输与

管理效率，助力智慧物流的实现。