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工程师开发超低功率 WiFi 无线电

尽管物联网 (IoT) 设备越来越受欢迎,但它们的实用性受到电池寿命的限制。这些设备的大部分能耗来自 WiFi 无线电,尤其是在以高峰值速率传输数据时。

现有的 WiFi 无线电通常需要数百毫瓦的功率才能将物联网设备与 WiFi 收发器连接起来。这就是为什么带有内置 WiFi 的设备需要频繁充电、外部电源或大电池才能运行。

现在,加州大学圣地亚哥分校的研究人员开发了一种微型设备,其功耗比现有 WiFi 无线电低 5000 倍,可将物联网设备与标准 WiFi 网络连接起来。

该设备仅消耗 28 微瓦 (µW) 即可在 21 米的范围内以每秒 2 兆比特的速度传输数据。它可以与智能手机、小型相机和传感器集成。客户无需购买额外的设备,因为它可以实现物联网设备与附近 WiFi 接入点之间的直接通信。

它是如何工作的?

为了以极低的功率运行,WiFi 无线电使用一种称为反向散射的方法传输数据。在物理学中,反向散射是指波或信号反射回它们来自的方向。主要用于摄影、天文学和超声检查。

参考:加州大学圣地亚哥分校

这种新开发的芯片从附近的 WiFi 接入点或设备(例如笔记本电脑)捕获传入的无线电波(WiFi 信号)。然后它改变信号,将自己的数据编码到这些信号上。最后,编码信号通过单独的 WiFi 信道反射到另一个接入点或设备。

极低功耗的 WiFi 无线电集成到微型芯片中。每个芯片的面积为 1.5 平方毫米。 |图片来源:David Baillot |加州大学圣地亚哥分校

为了构建如此低功耗的 WiFi 无线电技术,研究团队开发了一种名为唤醒接收器的组件。只有当物联网设备需要传输/接收数据时,它才负责“唤醒”WiFi 无线电。其余时间,它保持低功耗模式,仅消耗 3 µW 功率。

研究团队还展示了他们技术的改进版本,该版本具有用于反向散射数据的定制集成电路。这使得整个系统更紧凑、更高效,允许设备在更远的距离(最远 21 米)上运行。

阅读:新型灵活设备可以将 WiFi 信号转化为电能

总而言之,这是第一款可部署在低功耗、紧凑型设备中的实用芯片。据研究人员称,它可以加速低功耗可穿戴设备、无电池智能设备以及更便携、完全无线的家庭设置的开发。


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