无电池设备可能很快就会问世

将唤醒接收器与寄生无线电波结合使用可以大大降低IoT的功耗。

不需要电源的物联网传感器可能很快就会问世。加州大学圣地亚哥分校的研究人员称,他们已经找到了如何优化基于实验室的模块的方法,使得物联网中用于网络通信的Wi-Fi无线电很快可以减少5000倍的能耗,但仍具有足够的带宽来发送视频。

所采用的技术利用了后向散射。这是一种利用日常环境中固有的无线电信号的寄生方式。在这种情况下,该芯片利用现有的Wi-Fi传输发送数据。这种发送数据的方法是省电的,因为无线电传输所需的载波已经产生了,因此不需要新的能量来发送信息。

有趣的是,参与这项由加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院(UC San Diego’s Jacobs School of Engineering)宣布的反向散射项目的两位主要科学家也大力参与了“唤醒”无线电的研发。

唤醒是指Wi-Fi或其他无线电设备只有在有东西要发送或接收时才变为活动状态以进行通信。该技术使用两个无线电。一个无线电设备用于唤醒信令。那个无线电的唯一目的就是监听信号。第二个是用于数据发送的重型无线电。因为主无线电不是一直开着,所以省了电。

迪内什·巴拉迪亚(Dinesh Bharadia)现在是圣地亚哥大学(UC San Diego)的电气和计算机工程教授,当时他在斯坦福大学(Stanford University)研究唤醒无线电。Patrick Mercier也是加州大学圣地亚哥分校的电子和计算机工程教授。

这些科学家的组合意味着我们有一天可能会看到反向散射(利用环境无线电信号)在商业上与功率小的唤醒无线电在一个商业包装中结合在一起。

加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)的研究人员正在做的是从附近的设备(如智能手机和笔记本电脑)获取Wi-Fi信号,然后在现有传输中分层编码数据。该芯片将这种新改良的信号反射到一个不同的Wi-Fi频道上,然后一个普通的Wi-Fi接收器就能接收到这种信号。他们的数据没有受到影响。

该团队正在研究的微处理器使用了28微瓦的能量,面积只有1.5平方毫米。相比之下,普通无线电的功率可达数百毫瓦。科学家们说,他们的芯片可以在21米的范围内以每秒2兆的速度发送数据。

所有这些都朝着一种双处理器的方向发展:一个处理器可以从空气中获取能量(反向散射),并且只在需要时发送消息(唤醒),可以将功耗降低到如此显著的程度,以至于能量消耗即使不是零,最终也几乎为零。

“这台Wi-Fi无线电的功率足够低,我们现在可以开始考虑新的应用空间,不再需要将物联网设备插到墙上。这可能会释放出更小、完全无线的物联网设置。”Mercier说,指的是后向散射部分。

从总体上看,加州大学圣地亚哥分校研究的意义不仅在于降低物联网功耗需求。它真正的意思是,如果设备可以消除所有的电力需求,那么在某一天,所有的东西都可以连接到互联网上。

Mercier说:“它还可以让你连接到目前没有连接的设备,这些设备无法满足当前Wi-Fi无线电的功率需求,例如烟雾报警器,而且不用承担更换电池的巨大负担。”

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