突破點:新型無線裝置,能夠利用周邊的無線電信號(如Wi-Fi)為自身供電并進(jìn)行通信。
意義所在:互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將擺脫電池和電源線的束縛,開拓大量新應(yīng)用。
無論多小的互聯(lián)網(wǎng)裝置都需要電池或電源線。但這很快就會改變。讓裝置從周邊的電視、 廣播、 手機或 Wi-Fi 信號攝取電能,進(jìn)行工作和通信,這種技術(shù)即將商品化。
此技術(shù)主要研究者: 華盛頓大學(xué)、德州儀器公司、馬薩諸塞大學(xué)(安赫斯特)。
開發(fā)此項技術(shù)的華盛頓大學(xué)研究人員展示了以此方式獲得電能的互聯(lián)網(wǎng)溫度計、運動傳感器甚至相機。
以無線方式傳輸電能并非新概念。但要讓設(shè)備不用常規(guī)電源進(jìn)行通信是很難的,因為產(chǎn)生無線電信號甚是耗電,從廣播、電視和其他通信方式攝取的空氣波含的能量很少。
Shyamnath gollakota和他的同事Joshua Smith業(yè)已證明微弱的無線電信號確實能滿足一個互聯(lián)網(wǎng)裝置的電能需求,他們的一個裝置利用所稱的后向散射(backscattering)原理,不是發(fā)送原信號,而是選擇性地反射進(jìn)入的無線電波,建立新信號——有點像一個受傷的登山者利用太陽和鏡子發(fā)送SOS信息。采用該技術(shù)的裝置能從它改造過的信號中吸取部分能量,為自身供電。
“我們可以做到免費通信,”Gollakota說,用于大容量傳輸?shù)姆墙佑|式智能卡的射頻識別芯片也依賴后向散射,但它們需要專門的讀寫器,而且只能在幾英寸范圍內(nèi)通信,因為反射信號弱,讀寫器本身又會產(chǎn)生干擾。
華盛頓大學(xué)的技術(shù)版本之一,名為無源Wi-Fi(passive Wi-Fi),正由一家衍生公司Jeeva Wireless商業(yè)化。無源Wi-Fi通過后向散射Wi-Fi信號,讓無電池裝置與傳統(tǒng)設(shè)備(如電腦和智能手機等)連接。在測試中,無源Wi-Fi樣機把數(shù)據(jù)傳送到100英尺之外,實現(xiàn)了穿墻連接。這樣做需要改變Wi-Fi接入點的軟件,以產(chǎn)生一個額外的信號供無源Wi-Fi設(shè)備使用,這會略微增加些功耗。
Smith說,無源Wi-Fi的功耗只是當(dāng)前Wi-Fi芯片組的萬分之一,是一些采用藍(lán)牙LE和ZigBee通信標(biāo)準(zhǔn)的小型連接設(shè)備功耗的千分之一,覆蓋范圍更遠(yuǎn)。使用無源Wi-Fi通信的裝置—— 如一臺監(jiān)控攝像頭——可以利用其后向散射的Wi-Fi 信號或電視和廣播之類的信號,攝取電能為別的電路供電。
研究人員相信,小的無源Wi-Fi設(shè)備制造成本極為低廉,可能不到1美元。未來的智能家居、監(jiān)控攝像、溫度傳感器和煙霧報警器應(yīng)該再也不必更換電池。