Mobile gadgets, der forbinder til Wi-Fi uden et batteri

En ny type mobil trådløs enhed mangler et batteri eller anden energilagring, men den kan stadig sende data over Wi-Fi. Disse prototype-gadgets, udviklet af forskere ved University of Washington, får al den strøm, de har brug for, ved at gøre brug af de Wi-Fi-, TV-, radio- og mobilsignaler, der allerede er i luften.

Luftkraft: Denne antenne høster signaler fra tv, radio og mobiltransmissioner, så små Wi-Fi-enheder kan klare sig uden batterier.

Teknologien kan frigøre ingeniører til at udvide internettets og computernes ranker til de hjørner af verden, de ikke når i øjeblikket. Batterifrie enheder, der kan kommunikere, kan gøre det meget billigere og nemmere at udbrede sensorer i hjemmet for at tage kontrol over opvarmning og andre tjenester.

Smarte termostater på markedet i dag, såsom Nest, er begrænset af, at de kun kan mærke temperaturen i deres umiddelbare placering. At placere billige, Wi-Fi-kompatible og batterifrie sensorer bag sofaer og skabe kan give de detaljerede data, der er nødvendige for at gøre sådanne termostater mere effektive. Du kan smide disse ting, hvorhen du vil og aldrig behøver at tænke på dem igen, siger Shyam Gollakota , en assisterende professor ved University of Washington, som arbejdede på projektet .

De batterifrie Wi-Fi-enheder er en opgradering til et design, som den samme gruppe demonstrerede sidste år - disse enheder kunne kun tale med andre enheder som dem selv (se Enheder forbindes med lånte tv-signaler og behøver ingen strømkilde). Der blev bygget versioner, der kunne drive LED'er, bevægelsesdetektorer, accelerometre og berøringsfølsomme knapper.

Tilføjelse af Wi-Fi-funktioner gør enhederne mere praktiske. Gollakota håber på at etablere et firma til at kommercialisere teknologien, som også burde kunne anvendes til andre trådløse protokoller, såsom Zigbee eller Bluetooth, der bruges i kompakte enheder uden adgang til kablede strømkilder, siger han. Et papir om de nye enheder vil blive præsenteret på ACM Sigcomm konference i Chicago i august.

Ingeniører har arbejdet i årtier på måder at generere strøm ved at høste radiosignaler fra luften, en allestedsnærværende ressource takket være radio-, tv- og mobilnetværkssendere. Men selvom der kan opsamles nok energi på den måde til at køre kredsløb med lav effekt, er den effekt, der kræves til aktivt at transmittere data, betydeligt højere. Høst af omgivende radiobølger kan samle sig i størrelsesordenen titusvis af mikrowatt effekt. Men at sende data over Wi-Fi kræver mindst titusindvis af gange mere strøm - i bedste fald hundreder af milliwatt og typisk omkring en watt strøm, siger Gollakota.

Washington-forskerne kom uden om den udfordring ved at finde en måde at få enhederne til at kommunikere uden at skulle sende aktivt. Deres enheder sender beskeder ved at sprede signaler fra andre kilder - de genbruger eksisterende radiobølger i stedet for at bruge energi på at generere deres egne.

For at sende data til en smartphone, for eksempel, skifter en af ​​de nye prototyper sin antenne frem og tilbage mellem tilstande, der absorberer og reflekterer signalet fra en nærliggende Wi-Fi-router. Software installeret på telefonen gør det muligt for den at læse dette signal ved at observere den skiftende styrke af signalet, som den registrerer fra den samme router, når den batterifrie enhed opsuger noget af det.

De batterifrie Wi-Fi-enheder kan ikke høste nok energi til at modtage og afkode Wi-Fi-signaler på den konventionelle måde. Men de kan registrere tilstedeværelsen af ​​de individuelle enheder eller pakker, der udgør en Wi-Fi-transmission. For at sende data til den batterifrie enhed sender en konventionel Wi-Fi-enhed en specifik burst af pakker, der lader den modtagende enhed vide, at den skal lytte efter en transmission. Dataene bliver derefter kodet i en strøm af yderligere pakker med mellemrum spredt mellem dem. Hver pakke signalerer et 1 og hvert mellemrum et 0 i den digitale besked.

Ranveer Chandra , en seniorforsker i mobil computing hos Microsoft Research, siger, at teknologien kan hjælpe med at accelerere drømmene om at kunne implementere billige netværksenheder, som har været langsomme med at nå frem. I betragtning af udbredelsen af ​​Wi-Fi giver dette en fantastisk måde at få lavenergi-internet-enheder til at kommunikere med en lang række enheder omkring os, siger han. RFID-tags, som også mangler batterier, er den tætteste teknologi, der er i brug i dag, siger Chandra. Men de kan kun kommunikere med specialiserede læseenheder, siger han. Washington-tilgangen passer bedre til eksisterende infrastruktur.

Det vil dog være vigtigt at øge systemets rækkevidde, for at det bliver bredt anvendeligt, bemærker Chandra. Det kommende papir om teknologien melder om en rækkevidde på kun 65 centimeter, som knap spænder over et lille bord, endsige et enkelt værelse i et hus. Gollakota siger, at i de seneste, stadig upublicerede eksperimenter, er rækkevidden blevet udvidet til lidt over to meter, og 10 meter og derover burde være mulig.

skjule