新技術將為穿戴式設備取電池聯網化成為現實
2014-09-25 21:59:07 本站原創由于電池這種電源被認為不可靠，必須充電或者是定期更換，被看做是移動設備與傳感器的禍根，很有可能會成為物聯網(IOT)的最大弱點; 因此美國華盛頓大學(University of Washington)研究人員想到了一個好主意：從現有的廣播、電視以及其他無線信號中采集能量，他們開發出一種能讓傳感器、可穿戴式設備等低能量設備，不需要使用電池或者是電線就能連接網絡的方法。
除了利用射頻做為電源，華盛頓大學的工程師們也發現了重復利用現有Wi-Fi信號為無電池設備提供連網功能的方法;這種稱為Wi-Fi Backscatter的技術，號稱是第一個能讓無電池設備與Wi-Fi基礎設施鏈接的方案，奠基于讓低功率設備如溫度傳感器從廣播、電視與無線信號采集能量的較早期研究成果之上。
華盛頓大學表示，這種新技術需要克服的挑戰在于，傳統的低功率網絡如Wi-Fi與藍牙，所消耗的能量是得以從電視廣播、蜂巢式網絡或Wi-Fi發射器采集之能量的兩到三倍。Wi-Fi Backscatter這種通訊機制，能讓透過射頻供電的設備透過反射(reflecting)或不反射來自Wi-Fi路由器的信號，將數據編碼;現有的設備與傳感器能偵測到由那些反射所產生的Wi-Fi信號強度變化。而因為Wi-Fi Backscatter只是反射、并非產生無線信號，因此只需要不到10mW的電量就能與連網設備溝通。
美國華盛頓大學開發的Wi-Fi Backscatter技術示意圖
華盛頓大學計算機工程電子工程副教授Joshua Smith表示：“你可能會想，一個低功率設備怎么可能造成無線信號的微小變化?但如果你仔細觀察，會發現環境中所有Wi-Fi信號的反射都有這種現象。”Wi-Fi Backscatter可達到1kbps的通訊速率，設備之間的距離最長可達2.1公尺，這看起來似乎不那么令人印象深刻，因此華盛頓大學的研究人員打算 將通訊距離拉長到20公尺;該團隊也為該技術申請了專利，并打算成立一家公司來推廣。
早在19世紀末20世紀初，知名發明家 Nikola Tesla就提出過無線供電技術，不過一直以來相關解決方案都無法取代隨處可見的AC電線;而現今產業界也有許多廠商都在開發短距離的無線充電技術。華盛頓大學計算機科學工程系副教授Shyam Gollakota表示：“要讓物聯網起飛，我們必須為可能達數十億臺、嵌入在各種日常用品中的無電池設備提供鏈接性。”
Gollakota 指出：“我們現在可以讓設備擁有無線鏈接功能，而且所消耗能量等級低于一般Wi-Fi設備。”也參與Wi-Fi Backscatter研發的華盛頓大學電子工程博士生Bryce Kellogg表示，該技術最大的優勢之一，是只要透過軟件更新就能讓現有的家用無線路由器，擁有與其他家用智能傳感器、物聯網設備通訊的功能，這大大降低了消費者布署新技術的門坎。
