无源物联网白皮书——应用案例篇（2025）-中移智库

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无源物联网应用案例白皮书（2025） 前 言 在数字经济与实体经济深度融合的时代背景下，无源物联网作为物联网演进 的关键创新方向，通过将无源通信机制与局域以及蜂窝网络架构深度融合，构建 起覆盖广域环境的灵活通信网络与泛在感知体系，有效破解了传统物联网终端依 赖电池供电所带来的维护频繁、成本高昂等痛点问题，成为构筑万物智联生态的 关键使能技术。 无源物联网能够以极低的成本和极高的效率连接各类生产要素，将海量的实 物资产转变为可管理、可分析的数据资产，从而实现对标识对象的全要素、全流 程、全生命周期的可视化、自动化和智能化管理。通过对海量数据的深度分析与 价值运营，企业能够扩展生产要素的类型、提升要素质量、优化要素组合与生产 流程，最终实现全要素生产率的显著提升。 本白皮书聚焦于无源物联网重点行业的标杆应用案例，系统性地展示其解决 方案与商业价值，旨在为无源物联网的应用方案创新和规模化落地提供实践参考 与路径指引。 无源物联网应用案例白皮书（2025） 目 录 1. 无源物联网概述........................................................................................................................... 4 1.1. 发展背景............................................................................................................................ 4 1.2. 无源物联网市场空间........................................................................................................4 1.3. 无源物联网端到端核心技术............................................................................................5 1.3.1. 新网络技术............................................................................................................. 5 1.3.2. 新标签技术............................................................................................................. 6 1.3.3. 新功能技术............................................................................................................. 6 2. 无源物联网典型应用案例........................................................................................................... 7 2.1. 制造行业............................................................................................................................ 7 2.1.1. 背景介绍................................................................................................................. 7 2.1.2. 问题挑战................................................................................................................. 7 2.1.3. 应用方案................................................................................................................. 8 2.1.4. 应用效果................................................................................................................. 9 2.2. 仓储行业.......................................................................................................................... 10 2.2.1. 背景介绍...............................................................................................................10 2.2.2. 问题挑战...............................................................................................................10 2.2.3. 应用方案...............................................................................................................10 2.2.4. 应用效果...............................................................................................................11 2.3. 电力行业.......................................................................................................................... 12 2.3.1. 背景介绍...............................................................................................................12 2.3.2. 问题挑战...............................................................................................................12 2.3.3. 应用方案...............................................................................................................12 2.3.4. 应用效果...............................................................................................................13 2.4. 港口行业.......................................................................................................................... 13 2.4.1. 背景介绍...............................................................................................................13 2.4.2. 问题挑战...............................................................................................................13 2.4.3. 应用方案...............................................................................................................14 2.4.4. 应用效果...............................................................................................................15 2.5. 烟草行业.......................................................................................................................... 16 2.5.1. 背景介绍...............................................................................................................16 2.5.2. 问题挑战...............................................................................................................16 2.5.3. 应用方案...............................................................................................................16 2.5.4. 应用效果...............................................................................................................18 3. 总结及展望................................................................................................................................. 19 参编单位及人员.............................................................................................................................. 20 4 1. 无源物联网概述 1.1.发展背景 在全球产业升级和数字化转型的浪潮中，物联网作为连接物理世界与数字世 界的关键技术，正以前所未有的深度和广度渗透到各个领域。随着产业数字化的 深入推进，各行各业对于生产要素的全生命周期进行智能化、自动化、可视化管 理的需求日益迫切。然而，数以万亿计的"哑终端"由于供电、成本和维护等问题， 长期游离于数字世界之外，成为制约全要素生产率提升的瓶颈。 传统 RFID 技术虽然在零售、物流等领域得到了广泛应用，但其"单点读取" 的工作模式存在识别距离近、穿透能力弱、组网能力差等局限，难以满足工业互 联网、智慧城市等场景下大范围、高密度、自动化管理的需求。 无源物联网技术通过将先进的蜂窝通信技术与无源物联网深度融合，利用蜂 窝网络广覆盖、大连接、高可靠的特性，实现了从“局域”到“广域”、从“点 状”到“网状”的跨越式发展。它不仅解决了传统 RFID 技术性能受限、场景受 限、自动化程度低等问题，更通过引入融合定位、多元感知等新能力，为构建一 个高效、低成本、智能化的物联网生态系统奠定了坚实基础。 1.2.无源物联网市场空间 无源物联网凭借其广域覆盖、海量接入、低成本部署的优势，在制造、仓储、 电力、港口、烟草等重点行业展现出巨大的市场潜力。 制造行业：截至 2025 年 1 月，中国规上工业企业数量达 51.2 万家，其生产 线边的物料管理、生产设备与载具的追踪与调度等场景，对低成本、高效率的无 源物联网技术有着强烈需求。通过实现生产要素的全流程数字化管理，可显著提 升生产效率和资产利用率。据保守估计，该领域的市场空间将超过百亿元。 仓储行业：2025 年中国智慧仓储市场规模达到千亿级。无源物联网能够实 现海量物资的自动化出入库、高精度盘点和库位级定位，将人工操作的错误率降 至最低。即便初期仅实现 1%的渗透率，市场空间也有望达到十亿级。 电力行业：电力设备数量庞大、分布广泛，传统人工巡检效率低、成本高。 无源物联网应用案例白皮书（2025） 5 无源物联网可实现对电力设备的自动化监测与预测性维护，及时发现安全隐患， 保障电网运行安全。随着智能电网建设的推进，该领域应用前景广阔。 港口行业：中国港口吞吐量巨大，传统作业模式效率低、人工成本高。无源 物联网可以实现港口设备、集装箱及运输车辆的实时追踪和智能调度，提高作业 效率并降低错误率。随着港口自动化水平的提升，该领域市场空间预计将超过百 亿元。 烟草行业：烟草行业对产品溯源、防伪、流通监管有严格要求。无源物联网 能够为每个烟草产品提供唯一数字身份，实现从生产到销售的全链条追踪，有效 防范假冒伪劣产品，提升监管效率和消费者信任度。 1.3.无源物联网端到端核心技术 2024 年《5G-A 无源物联网应用案例白皮书》中提出无源物联网的服务能力 架构从端、网、云、用四个维度出发，通过技术创新和模式优化实现了对物联网 服务能力的全面升级，但依旧面临着如远距离通信、海量接入、高效能量利用、 信号处理等挑战。无源物联网以系统增强、能力提升、功能拓展三个方面作为系 统设计目标，从新网络、新标签、新功能三个方向开展技术体系搭建及核心技术 方案攻关。 1.3.1. 新网络技术 新网络技术是无源物联网实现可靠连接和系统扩展的基础，重点在于优化空 口设计、提升通信距离、增强海量接入能力，并实现灵活组网部署。 首先，在轻量化空口设计方面，通过简化协议栈和信令流程，缩减标签在数 据处理与解调上的复杂度与功耗。采用低功耗友好的传输方式，使设备能够仅通 过包络检波等简单电路实现下行数据读取，从而满足能耗极低的运行需求。 其次，在海量接入方面，通过对标签数量的精确估计实现盘存参数的自适应 优化，并引入多标签并行接入机制，提升系统的整体吞吐能力与盘存效率。同时， 结合新的多址方案（如基于副载波调制的频域复用方式），增强系统对大规模终 端接入的支持能力。 在通信距离增强方面，从空域、模拟域与数字域进行干扰抑制，实现反向散 无源物联网应用案例白皮书（2025） 6 射通信路径中的回波隔离；通过加入纠错机制、提升接收灵敏度和链路余量，改 善长距离通信性能；并在供能链路中提升能量传输效率，实现更远距离覆盖。 1.3.2. 新标签技术 标签作为无源物联网端侧的核心载体，其性能直接决定系统覆盖能力、通信 效率和应用拓展空间。新标签技术围绕能量采集效率、极低功耗运行、增强通信 能力和通感一体化方向展开。 在能量采集方面，考虑通过材料科学与电路设计提升射频和光能的转换效率。 射频采能逐步向更高灵敏度的整流器件演进，结合新型二维材料降低漏电与提升 开关效率；光能解决方案则利用钙钛矿等新材料实现室内微弱光条件下的稳定供 能。 在低功耗工作方面，通过架构级整合、动态时钟管理与器件级亚阈值设计协 同降低功耗，使标签可在微瓦级能量条件下维持稳定运行，从而延长工作时长并 提高整体能效。 在通信能力提升方面，通过高增益、多频点天线结构实现对上下行多频通信 的支持，并解决阻抗失配问题；通过设计宽频段反向散射调制器与高效率匹配网 络，使标签具备快速切换和高阶调制能力；对户外环境中存在强干扰的应用场景， 可结合滤波结构实现精准频谱选择与干扰抑制。 1.3.3. 新功能技术 无源物联网正从单纯的标识识别向更高价值的感知、定位与融合应用迈进。 感知方面，通过标签外部接口连接传感器、片上 SoC 集成传感器电路、或 敏感材料结合天线设计三方面进行改造优化，实现“通信+感知”的集成。 定位方面，通过结合 RSSI、读取次数等多特征提升定位稳定性，并结合多 种感知数据的融合定位方式降低因单一测量方式受环境影响造成的误差。 融合应用方面，无源物联提供的电子标识可与 AI 进一步深度融合，基于标 签反馈的海量数进行信息发掘，实现偏好趋势预测、生产质量诊断、工作效率分 析等融合服务，推动其在物流仓储、智能制造与资产管理中的落地应用。 无源物联网应用案例白皮书（2025） 7 2. 无源物联网典型应用案例 2.1. 制造行业 2.1.1. 背景介绍 全球制造业正处于智能化和数字化转型的关键阶段。随着工业 4.0 的推进， 越来越多的制造企业开始引入自动化、物联网、大数据等技术，以提高生产效率、 降低成本，并增强市场响应能力。智能化生产线、智能工厂和数字化管理系统正 在成为行业标配，推动生产过程从传统的人工操作向高度自动化、智能化、实时 监控的方向发展。传统的资产管理模式依赖人工登记、纸质单据和定期盘点，已 无法适应制造业企业对资产全生命周期精细化、实时化、可视化的管理需求，如 何实现设备和资产的精确追踪、生产过程的实时监控已经成为制造业企业亟需解 决的难题。 2.1.2. 问题挑战 当前制造业企业在资产管理方面面临以下几大核心挑战： （1）人工盘点效率低下：资产数量庞大、分布广泛，传统人工盘点需投入 大量人力，耗时耗力，全厂盘点一次往往需要数天时间，且容易出现漏盘、错盘 等问题，导致账实不符。 （2）资产定位与追踪困难：高价值设备、模具、载具等在流转过程中难以 实时定位，丢失风险高，查找效率低，影响生产调度与物料齐套。 （3）数据更新滞后：资产入库、领用、调拨、报废等流程依赖手工录入， 信息更新延迟，无法实现动态可视化管理，影响决策效率。 （4）安全监控能力不足：关键资产出入权限管控不严，异常出入难以实时 告警，存在资产流失或违规使用的风险。 （5）多部门协同效率低：资产涉及采购、仓储、生产、财务等多个部门， 无源物联网应用案例白皮书（2025） 8 信息孤岛现象严重，流程协同依赖人工沟通，