华盛顿大学的研究人员展示了名为Wi-Fi Backscatter的原型机,这是一款可藉由周遭无线射频讯号供电(RF-powered)的运算设备,它能够嵌入到各种物联网设备上,也能与其他的连网设备互动,相关应用可望加速物联网的普及。
除了利用射频做为电源,华盛顿大学的工程师们也发现了重复利用现有Wi-Fi信号为无电池设备提供连网功能的方法;这种称为Wi-Fi Backscatter的技术,号称是第一个能让无电池设备与Wi-Fi基础设施链接的方案,奠基于让低功率设备如温度传感器从广播、电视与无线信号采集能量的较早期研究成果之上。
华盛顿大学表示,这种新技术需要克服的挑战在于,传统的低功率网络如Wi-Fi与蓝牙,所消耗的能量是得以从电视广播、蜂巢式网络或Wi-Fi发射器采集之能量的两到三倍。Wi-Fi Backscatter这种通讯机制,能让透过射频供电的设备透过反射(reflecting)或不反射来自Wi-Fi路由器的信号,将数据编码;现有的设备与传感器能侦测到由那些反射所产生的Wi-Fi信号强度变化。而因为Wi-Fi Backscatter只是反射、并非产生无线信号,因此只需要不到10mW的电量就能与连网设备沟通。
Wi-Fi Backscatter的第一个特点是它的电力来自四周设备所发射出的无线电讯号,例如电视。其次是它能够藉由反射或不反射Wi-Fi讯号来建立与其他 Wi-Fi设备的连结。虽然它所取得的电力并不多,但因其Wi-Fi连结方式仅使用10μW不到的极少电力,所以可支撑基本的运算与连结能力,目前的原型机可在2.1米内提供每秒最高1kb的传输容量。
该校的研究人员表示,他们想像这类由无线射频供电的设备可成为嵌入在日常生活物件上的无线感应器节点。华盛顿大学电脑科学暨工程助理教授Shyam Gollakota指出,如果物联网设备即将起飞,那么他们就必须提供连结能力给这些可嵌入到日常物件中数十亿台不需电池的设备,Wi-Fi Backscatter处理Wi-Fi传输所耗费的电力远低于传统的Wi-Fi设备。
华盛顿大学计算机工程电子工程副教授Joshua Smith表示:“你可能会想,一个低功率设备怎么可能造成无线信号的微小变化?但如果你仔细观察,会发现环境中所有Wi-Fi信号的反射都有这种现象。”Wi-Fi Backscatter可达到1kbps的通讯速率,设备之间的距离最长可达2.1公尺,这看起来似乎不那么令人印象深刻,因此华盛顿大学的研究人员打算 将通讯距离拉长到20公尺;该团队也为该技术申请了专利,并打算成立一家公司来推广。
在相关的报告中,研究人员将此一设备称为“标签”,意味着他们希望它能够化身成各种不同的感应器并可直接嵌入或整合到各种设备上,并借由其Wi-Fi连接能力来接收信号或把信号传递到笔记本电脑、平板电脑或智能手机等Wi-Fi设备上。
华尔顿大学表示,此一技术可让工程师把网路及电脑延伸到原本无法触及的地方,不需电池又能连接,也让消费者于家中部署控制温度或其他服务的感应器更容易,且成本更低。
研究人员准备于今年9月举行的MOBICOM 2014展示该技术,Gollakota也对外透露该研究团队有意成立公司以将Wi-Fi Backscatter商品化。
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