无源物联网白皮书-应用案例篇（2025）-中移智库

无源物联网应用案例白皮书（2025）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。 1.无源物联网概述 41.1.发展背景 41.2.无源物联网市场空间 41.3.无源物联网端到端核心技术 51.3.1.新网络技术 51.3.2.新标签技术 61.3.3.新功能技术 62.无源物联网典型应用案例 72.1.制造行业 7 72.1.2.问题挑战 7 8 92.2.仓储行业 2.2.2.问题挑战 2.2.3.应用方案 2.2.4.应用效果 2.3.电力行业 2.3.2.问题挑战 2.3.3.应用方案 2.3.4.应用效果 2.4.港口行业 2.4.2.问题挑战 2.4.3.应用方案 2.4.4.应用效果 2.5.烟草行业 2.5.2.问题挑战 2.5.3.应用方案 2.5.4.应用效果 3.总结及展望 参编单位及人员 41.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）72.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。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，效率低下。2.1.3.应用方案面向制造业企业资产管理方面的问题，中国移动联合产业基于“中移载物”无源物联网统一平台与“中移百灵”无源物联网系统，构建了一套制造业企业智能化资产管理系统。具体方案如下：l整体系统架构：（1）终端层：为每类资产粘贴定制化无源标签，包括抗金属标签、柔性标签等，适应不同材质与环境，实现资产的唯一身份标识。（2）网络层：在办公楼、车间、仓库、出入口等关键区域部署67台无源物联网节点设备，形成12000平方米的连续网络覆盖，支持标签的远距离识别与数据回传。（3）平台层：北向对接企业现有ERP、MES系统，南向对接无源物联网系统，实现资产信息录入、盘点任务下发、定位数据解析、异常报警、报表生成等功能。（4）应用层：提供Web端与移动端操作界面，支持多角色权限管理，实现资产领用、调拨、盘点、报废等全流程线上化审批与执行。l核心功能实现：（1）一键自动盘点：系统支持按区域、按类型发起全厂或局部盘点任务，可在几分钟内完成上万件资产的清点，并自动生成盘点报告。无源物联网应用案例白皮书（2025）9图2.1基于无源物联网自动化盘点（2）精确定位：通过多节点协同定位算法，实现对单个资产的米级定位，支持在二维/三维地图上可视化展示资产实时位置。（3）流程闭环管理：从资产入库、贴标、绑定、领用、调拨到报废，全流程线上化管理，每一步操作均有记录可追溯。（4）异常行为告警：对非法出入、长时间未移动、未授权调拨等行为进行实时监测与告警，推送至管理人员移动端。2.1.4.应用效果通过部署无源物联网资产管理系统，在制造业试点工厂实现了资产管理的全面数字化、自动化与智能化转型，盘点效率提升超过80%，人工投入减少70%，单次全厂盘点时间从原来的3天缩短至2小时以内，资产定位查找时间从平均30分钟降至5秒以内，异常出入告警响应时间不超过10秒，年均可节约管理成本约100万元，显著提升了资产利用率与运营效率，为制造业企业打造高标准、高效率、高安全性的智慧工厂奠定了坚实基础。无源物联网应用案例白皮书（2025）2.2.仓储行业2.2.1.背景介绍随着全球电商及供应链的飞速发展，仓储行业的数字化转型需求日益迫切。企业正借助大数据、物联网、人工智能等技术，推动仓储和物流管理的智能化。智能仓储系统能够实现自动化的库存管理、货物追踪和实时调度，从而提高效率，减少人力成本，并降低错误率。随着物资流动性和需求的不断变化，如何在确保精准管理的同时，提升仓储操作的灵活性和响应速度，成为行业转型的关键。然而，当前许多仓储企业仍然依赖传统的人工盘点、手动管理和信息滞后的作业方式，亟需借助新技术来应对挑战。当前仓储物流行业对于物资全生命周期管理主要存在如下问题：（1）资产种类多，数量庞大，人工盘点易出错：在传统的人工扫码盘点模式下，仓库人员需手持终端对成千上万的物资进行逐一扫描、核对与录入。这种方式容易因视觉疲劳、注意力下降等引发失误，如漏扫、误扫、录入时时出现偏差。此外，高货架带来的人工操作不便、仓库光线不佳影响条码识别等，进一步增加了出错概率，容易为后续的库存决策、财务核算及订单履约埋下隐患。（2）物资定位查找困难情况：物资入库时通常仅凭操作人员记忆或简单根据分类就近寻找空位存放，通常依赖人工录入。当需要找货时，拣货员根据系统指示进行定位时，通常依靠经验或者分区在巨大仓容中进行“地毯式”搜索，时间被浪费在无效的路径行走上，这极大地降低拣选和出库效率，延长订单响应时间，库存管理和周期盘点变得异常复杂和困难，需新手段提升仓储运作效能。2.2.3.应用方案面向仓储物流行业对物资全生命周期管理的需求，中国移动联合产业完成了无源物联网应用案例白皮书（2025）无源物联网在仓储场景下的端到端试点验证。其中重点验证了MIMO灵活组网、多头端联合供能、分布式联合接收、标签高性能编解码创新技术效果，通过部署无源物联标签、无源物联基站、无源物联网平台，助力实现仓储海量物资的自动化、智能化管理。l整体系统架构：（1）无源物联网资产管理平台：无源物联网资产管理平台北向对接现有仓储管理系统，南向对接无源物联基站，用户可通过平台下达一键盘点、资产定位等指令，实现全方位仓储管理。（2）无源物联网基站：根据仓库空间布局，结合激励节点和PRRU头端节点覆盖范围，科学计算现场传输距离，在物资周边规划部署点位，共计部署6个PRRU节点设备，2个载波激励节点设备。（3）无源物联标签：部署无源物联标签，采用环境射频采能，具备尺寸小、免维护、易部署的特性。图2.2无源物联网货物和测试标签2.2.4.应用效果在本次试点验证中中，无源物联网能够满足复杂环境下的多标签秒级读取、多目标进出库准确识别、标签定位精度5-7米及库位级货物盘点等业务需求，在仓储场景中实现物资全流程可盘可找，仓储管理效率显著提升。本次试点实现了对仓库内货物数量、状态等信息的实时准确采集，盘点准确率提升至100%，库无源物联网应用案例白皮书（2025）存实时化、可视化水平获得质的飞跃。2.3.1.背景介绍电力行业正加速建设智能电网，以应对能源需求的多样化和可持续发展目标的挑战。智能电网通过集成现代通信、自动化控制和大数据分析技术，实现对电力资源的精细化管理和智能调度。随着数字化转型的深入，电力设备的远程监控、故障预警、智能调度等功能逐渐普及，为提高电网的可靠性、降低运维成本和保障能源安全提供了有力支撑。然而，在复杂的电力设备运行环境中，如何确保设备的实时监测、异常预测及维护效率，依然是行业面临的重要挑战。电力设备运行环境对稳定性和安全性要求非常严格，由于电力设备运行环境多为强电磁环境，因此对无线通信的信号传播和稳定性构成了严峻挑战。同时，在温度监测领域，现有传统测温手段由于依赖大量传感器布置和复杂的电气接触硬件，导致部署成本高昂。现有设备的温度数据采集和反馈的时效性也难以满足实际需求，亟需一种具备稳定性和精准性的监测方案。2.3.3.应用方案面向电力行业的温度监测需求，中国移动联合产业开展了新型无源技术的试点测试，首次在电力领域实现了标识和温湿度信息共同上报，完成无源标签的通信感知一体化方案测试。在该试点中，基站侧采用基于新无源授权频段和新无源空口链路方案，实现带有温度感知和光伏采能标签的信息采集，完成无源物联的温度感知功能、光能采集效率、温度偏差、识别成功率等测试项。无源物联网应用案例白皮书（2025）2.3.4.应用效果测试效果显示，在天气良好和阴天情况下，在高电磁干扰情况下，标签的识别成功率为100%，检测温度误差在±3℃以内，可满足电力设备运行场景的温度检测和巡检场景。本应用可实现远距离无人化盘点和设备状态信息采集，可及时发现并对异常设备维修，防止出现较大事故，预计在电力设备预测性维护场景中可每年节省数十万元维修费。2.4.港口行业2.4.1.背景介绍随着全球贸易的快速增长，港口行业面临着越来越大的运力需求，利用数字化、智能化手段提升港口运转效率成为行业转型的关键。通过引入物联网、大数据等技术，港口行业能够实现设备管理、货物调度和运输路线的自动化，从而大幅提升运营效率和作业安全性。智能港口不仅需要实时监控集装箱和运输工具的状态，还需要通过数据分析优化作业流程。在堆存数以万计集装箱的港口中，传统的管理方式面临着极其严峻的挑战：（1）盘点难题：定期对数万个集装箱进行人工盘点是费时费力。工作人员需要驾驶车辆，手持设备或摄像头近距离扫描每个箱体二维码。这种方式受天气（雨雪、强光）、箱体清洁度、角度等因素影响较大，识别率无法保证100%，仍需人工干预核对。整个过程耗时长达数天甚至更久，期间严重影响堆场正常作业，且人工计数易出错。（2）找箱困难：当需要提取一个被压在多个集装箱下面的目标箱时（俗称“翻箱”或“倒箱”系统无法提供其精确的堆叠位置。操作人员只能凭经验或通过对周边多个箱子进行试探性吊运来寻找，平均一次提箱操作可能引发多次无效的翻箱作业，严重降低了场桥作业效率和船舶周转速度。（3）数据实时性低：集装箱的移动信息无法实时、自动地回传至系统。信息更新存在延迟。这种“信息孤岛”和“数据滞后”使得调度中心无法及时做出最优决策，也导致客户无法实时查询其集装箱的精确位置。2.4.3.应用方案面向港口集装箱管理方面的问题，中国移动联合产业开展了港口场景下的无源物联网试点验证。具体方案如下：l整体系统架构（1）智慧港口管理平台：负责启动资产管理任务、下发任务指令给“中移载物”无源物联网统一平台、并接收任务结果数据、前端展示。（2）无源物联网统一平台：北向接入智慧港口管理平台，南向接入无源物联网系统；无源物联网统一平台负责按业务指令调度无源物联网系统执行任务，并基于出入库算法、定位算法等，分析业务结果，反馈给智慧港口管理平台。（3）无源物联网系统：负责港口园区无源网络覆盖，保障标签在港口各个位置均可以接收网络提供的射频能量并反馈数据，同时负责标签数据解析并反馈无源物联网统一平台。无源物联网应用案例白皮书（2025）（4）标签：贴附在各个集装箱上，与集装箱一一映射。l核心功能实现（1）集装箱自动盘点：系统能够自动执行盘点任务，快速准确地完成对港口园区数万集装箱的全面盘点，极大地提高了盘点效率，避免了人工操作的耗时和误差，提升盘点准确度。（2）集装箱空间定位：采用了蜂窝网络定位技术（如信号到达时间差TDoA、信号到达角AoA等），实现集装箱三维坐标的定位，为集装箱查找、调度提供更准确、更精细的数据支撑。（3）集装箱进出管理：通过在港口园区出入口的定点覆盖，实现集装箱进出港口的自动识别，且通过无源标签的部署，在港口的上下游环节皆可通过无源物联技术对集装箱开展盘点、定位等业务，实现国内外供应链上下游数据打通，减少整体管理消耗。2.4.4.应用效果（1）作业效率提升：全场数万个集装箱的盘点工作，从过去需要数天、投入大量人力的模式，转变为“秒级”或“分钟级”的自动化操作。工作人员只需在平台下达指令，基站即可一次性激发所有标签并回传数据，完成全场库存清点，准确率接近100%。（2）精准定位与减少翻箱：系统可实时显示任何一个目标集装箱的精确三维坐标位置。调度指令可直接下达到现场，可减少翻箱率95%，提升作业效率。（3）维护成本降低：无源标签无需电池，设计寿命可达十年以上，彻底消除了定期更换电池的巨大人力与物料成本。无源物联网应用案例白皮书（2025）2.5.烟草行业2.5.1.背景介绍随着监管政策的日益严格和消费者对产品质量要求的提高，烟草行业正在加速向数字化、智能化方向发展，对全生产要素的可视化、自动化管理需求日益迫切。智能化生产线、自动化管理系统以及数字化监管平台正在帮助烟草行业提高生产效率、提升产品质量。通过数据分析和物联网技术，烟草工厂可以实现对生产和储存环境的的全时段监测，以及生产运输全流程的动态管理，从而提高产品的安全性和生产运输的效率。随着烟草行业数字化、智能化转型推进，卷烟厂面临以下问题挑战：（1）醇化仓库烟叶监测适配性不足：醇化仓库是烟叶核心仓储区域，承担着烟叶醇化期长期存储管理重任，库内存储大量烟叶货箱，需监测温湿度货箱内部环境以保障烟叶品质。传统温湿度监测依赖固定点位传感器，存在监测盲区，无法实现全仓烟叶货箱的实时全覆盖感知；若采用有线方式进行密集监测部署，需在仓库内铺设大量线路，干扰叉车转运、烟叶堆垛调整等正常仓储作业流程；且烟叶属于易燃物资，有源监测设备依赖电池供电，存在安全风险。（2）叉车跨区域动态管控效能偏低：叉车是厂内烟叶流转关键载具，叉车承担烟叶、物料在醇化仓库、制丝车间、卷接包车间等不同区域的转运任务，日均流转频次高，需精准记录叉车进出仓库及跨工序区域的动态，支撑生产调度与资产管控。目前叉车进出需人工记录，耗时且存在疏漏；叉车在跨工序流转时缺乏实时追踪手段，难以及时定位调度空闲叉车。2.5.3.应用方案面向卷烟厂仓库监测以及载具管理等需求，中国移动联合产业完成了无源物联网在烟草行业的试点应用。在醇化仓库、叉车仓库等区域引入无源物联网系统，无源物联网应用案例白皮书（2025）在叉车和烟叶货箱上部署定制化无源物联网感知标签，结合无源物联网统一平台，构建覆盖卷烟厂醇化仓库、叉车仓库及各工序仓库的智能化管理体系，实现烟叶监测与叉车动态管理的自动化、精准化。整体应用方案架构如下：l整体系统架构图2.7基于无源物联网系统的卷烟厂应用方案架构（1）无源物联网统一平台：北向对接卷烟厂现有烟叶管理系统、生产调度系统，实现数据互通共享，南向对接无源物联网系统，负责接收无源物联网系统传输的烟叶监测数据与叉车动态数据；可实时展示醇化仓库温湿度分布、病虫害监测结果，以及叉车进出库记录、跨区域流转轨迹等信息。（2）无源物联网设备：分别根据醇化仓库空间布局与烟叶堆垛分布、叉车仓库关键通道位置，部署无源物联网设备，确保烟叶标签数据、叉车标签数据能被激活并稳定采集传输。共部署3台无源物联网设备，6个天线。（3）定制化无源物联网感知标签：为醇化仓库烟叶堆垛配备温湿度无源标签，标签无需外置电源，通过采集仓库环境中的射频能、光能实现供电，可贴附于烟叶包装表面或嵌入堆垛内部，实时采集温湿度数据。为叉车配备抗金属无源标签，记录叉车编号、型号、所属班组等基础信息，标签具备远距离识别能力，可在叉车移动过程中被稳定读取。l核心功能实现无源物联网应用案例白皮书（