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Wi-Fi无线充电,直接从空气当中获取能源
在这种技术的帮助下,未来的物联网设备可能将不再需要电池,而是直接从空气当中获取能源。
他们发明这项黑科技,被称为“Wi-Fi无线充电”(“poweroverWi-Fi”)系统,该技术让我们可以通过Wi-Fi信号为距离28英尺(约合8.5米)内的设备充电。这套系统由两个部分构成,一个是接收器(路由器),以及一个定制的传感器。“传感器的目标是收集RF(射频)功率,并将其转换为直流电源”该项目研究人员VamsiTalla解释道:“第二块,就是我们的接收器,我们为其专门定制了一个解决方案,利用软体修正的方式,让路由器成为一个给力的电源,同时,也能扮演好传统路由器的角色。”换句话说,你仅仅需要对传统的Wi-Fi路由器进行升级,让数据传输和能源传输共存一体,互不干扰。或者,更准确地说,这项技术只是有效利用了路由器产生的既有电能。
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-FiBackscatter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-FiBackscatter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-FiBackscatter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。
美国华盛顿大学开发的Wi-Fi Backscatter技术示意图
华盛顿大学计算机工程电子工程副教授JoshuaSmith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-FiBackscatter可达到1kbps的通讯速率,设备之间的距离最长可达20米,真是令人印象深刻。
早在19世纪末20世纪初,知名发明家NikolaTesla就提出过无线供电技术,不过一直以来相关解决方案都无法取代随处可见的AC电线;而现今产业界也有许多厂商都在开发短距离的无线充电技术。华盛顿大学计算机科学工程系副教授ShyamGollakota表示:“要让物联网起飞,我们必须为可能达数十亿台、嵌入在各种日常用品中的无电池设备提供链接性。”
Gollakota指出:“我们现在可以让设备拥有无线链接功能,而且所消耗能量等级低于一般Wi-Fi设备。”也参与Wi-FiBackscatter研发的华盛顿大学电子工程博士生BryceKellogg表示,该技术最大的优势之一,是只要透过软件更新就能让现有的家用无线路由器,拥有与其他家用智能传感器、物联网设备通讯的功能,这大大降低了消费者布署新技术的门坎。
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