211service.com
Mobiele gadgets die verbinding maken met wifi zonder batterij
Een nieuw soort mobiel draadloos apparaat heeft geen batterij of andere energieopslag, maar kan nog steeds gegevens verzenden via wifi. Deze prototype-gadgets, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Washington, krijgen alle kracht die ze nodig hebben door gebruik te maken van de wifi-, tv-, radio- en mobiele signalen die al in de lucht zijn.
Lucht kracht: Deze antenne verzamelt signalen van tv, radio en mobiele transmissies, zodat kleine wifi-apparaten het zonder batterijen kunnen doen.
De technologie zou ingenieurs de vrijheid kunnen geven om de ranken van internet en computers uit te breiden naar hoeken van de wereld die ze momenteel niet bereiken. Batterijloze apparaten die kunnen communiceren, kunnen het veel goedkoper en gemakkelijker maken om sensoren op grote schaal in huizen in te zetten om de controle over verwarming en andere diensten over te nemen.
Slimme thermostaten die tegenwoordig op de markt zijn, zoals de Nest, worden beperkt door het feit dat ze de temperatuur alleen in hun directe locatie kunnen waarnemen. Door goedkope, wifi-compatibele en batterijloze sensoren achter banken en kasten te plaatsen, kunnen de gedetailleerde gegevens worden verkregen die nodig zijn om dergelijke thermostaten effectiever te maken. Je zou deze dingen kunnen gooien waar je maar wilt en er nooit meer aan hoeft te denken, zegt Shyam Gollakota , een assistent-professor aan de Universiteit van Washington die meewerkte aan het project .
De batterijloze wifi-apparaten zijn een upgrade naar een ontwerp dat dezelfde groep vorig jaar demonstreerde: die apparaten konden alleen met andere apparaten zoals zijzelf praten (zie Apparaten die verbinding maken met geleende tv-signalen en geen stroombron nodig hebben). Er werden versies gebouwd die LED's, bewegingsdetectoren, versnellingsmeters en aanraakgevoelige knoppen van stroom konden voorzien.
Door Wi-Fi-mogelijkheden toe te voegen, worden de apparaten praktischer. Gollakota hoopt een bedrijf op te richten om de technologie te commercialiseren, die ook van toepassing zou moeten zijn op andere draadloze protocollen, zoals Zigbee of Bluetooth, die worden gebruikt in compacte apparaten zonder toegang tot bedrade stroombronnen, zegt hij. Een paper over de nieuwe apparaten zal worden gepresenteerd op de ACM Sigma conferentie in Chicago in augustus.
Ingenieurs hebben tientallen jaren gewerkt aan manieren om energie op te wekken door radiosignalen uit de lucht te halen, een alomtegenwoordige hulpbron dankzij radio-, tv- en mobiele netwerkzenders. Maar hoewel er op die manier voldoende energie kan worden verzameld om circuits met een laag vermogen te laten werken, is het vermogen dat nodig is om actief gegevens te verzenden aanzienlijk hoger. Het oogsten van omgevingsradiogolven kan in de orde van tientallen microwatts aan vermogen verzamelen. Maar het verzenden van gegevens via wifi vereist minstens tienduizenden keren meer vermogen - op zijn best honderden milliwatt en meestal ongeveer één watt, zegt Gollakota.
De onderzoekers in Washington gingen die uitdaging aan door een manier te vinden om de apparaten te laten communiceren zonder actief te hoeven zenden. Hun apparaten verzenden berichten door signalen van andere bronnen te verstrooien - ze recyclen bestaande radiogolven in plaats van energie te verbruiken om hun eigen radiogolven op te wekken.
Om bijvoorbeeld gegevens naar een smartphone te sturen, schakelt een van de nieuwe prototypes zijn antenne heen en weer tussen modi die het signaal van een nabijgelegen wifi-router absorberen en reflecteren. Met software die op de telefoon is geïnstalleerd, kan het dat signaal lezen door de veranderende sterkte van het signaal te observeren dat het van diezelfde router detecteert, terwijl het batterijvrije apparaat een deel ervan opzuigt.
De batterijloze wifi-apparaten kunnen niet genoeg energie oogsten om wifi-signalen op de conventionele manier te ontvangen en te decoderen. Maar ze kunnen de aanwezigheid detecteren van de afzonderlijke eenheden, of pakketten, waaruit een Wi-Fi-transmissie bestaat. Om gegevens naar het batterijloze apparaat te verzenden, verzendt een conventioneel Wi-Fi-apparaat een specifieke burst van pakketten waardoor het ontvangende apparaat weet dat het moet luisteren naar een transmissie. De gegevens worden vervolgens gecodeerd in een stroom van verdere pakketten met tussenruimten daartussen. Elk pakket signaleert een 1 en elke gap een 0 van het digitale bericht.
Ranveer Chandra , een senior onderzoeker in mobiel computergebruik bij Microsoft Research, zegt dat de technologie kan helpen dromen te versnellen van het kunnen implementeren van goedkope, netwerkapparaten die maar langzaam arriveerden. Gezien de prevalentie van wifi, biedt dit een geweldige manier om apparaten met een laag vermogen Internet of things te laten communiceren met een groot aantal apparaten om ons heen, zegt hij. RFID-tags, die ook geen batterijen hebben, zijn de meest gebruikte technologie die tegenwoordig wordt gebruikt, zegt Chandra. Maar ze kunnen alleen communiceren met gespecialiseerde leesapparaten, zegt hij. De Washington-aanpak past beter bij de bestaande infrastructuur.
Het vergroten van het bereik van het systeem zal echter belangrijk zijn om het algemeen bruikbaar te maken, merkt Chandra op. De aankomende krant over de technologie meldt een bereik van slechts 65 centimeter, dat nauwelijks een kleine tafel overspant, laat staan een enkele kamer in een huis. Gollakota zegt dat in recente, nog niet gepubliceerde experimenten, het bereik is uitgebreid tot iets meer dan twee meter, en 10 meter en meer zou mogelijk moeten zijn.