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便攜且真無線的智能家居設(shè)備、低功耗的可穿戴設(shè)備以及無電池智能設(shè)備，這些物聯(lián)網(wǎng)的重大進(jìn)步可能將要實現(xiàn)，因為加州大學(xué)圣地亞哥分校的電氣工程師研發(fā)了一種超低功耗的 WiFi 無線網(wǎng)卡。此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
這個無線網(wǎng)卡封裝在比米粒還要小的芯片上，功率只有 28 微瓦，它可以使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與 WiFi 網(wǎng)絡(luò)通信，而功率僅為現(xiàn)有無線網(wǎng)卡的 1/5000。同時，這種新的無線網(wǎng)卡可以在高達(dá) 21 米范圍內(nèi)以每秒 2 兆比特的速度傳輸數(shù)據(jù)，這個速度足以傳輸音樂和 YouTube 上大部分的視頻。此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
圖丨在小芯片中集成的超低功率無線網(wǎng)卡，它的面積僅為 1.5 平方毫米，右側(cè)米粒為參考刻度（來源：David Baillot/UCSD）
該團(tuán)隊在 2 月 16 日至 20 日在舊金山舉辦的 2020 年 IEEE 國際固態(tài)電路峰會（ISSCC 2020）期間展示了其工作。
加州大學(xué)圣地亞哥分校電氣和計算機(jī)工程學(xué)教授 Dinesh Bharadia 表示：“您可以將手機(jī)、智能設(shè)備，甚至是小型相機(jī)或者各種傳感器連接到該芯片，它可以將設(shè)備中的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到附近的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)。只需要一顆紐扣電池就可以使用數(shù)年。”此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
圖丨 Dinesh Bharadia 教授手持一塊電路板，黑色斑點下方的組件就是新的無線網(wǎng)卡（來源：ucsd）
商用的無線網(wǎng)卡通常功耗需要幾百毫瓦才能將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與 WiFi 連接。這就導(dǎo)致兼容 WiFi 的設(shè)備需要自身配備很大的電池，頻繁充電或者接入其他外部電源才能維持運(yùn)行。
與 Bharadia 教授共同領(lǐng)導(dǎo)這項工作的加州大學(xué)圣地亞哥分校教授 Patrick Mercier 表示：“這款無線網(wǎng)卡的功率足夠低，從現(xiàn)在開始，我們可以不用考慮非得將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備嵌到墻壁使用。未來會有更多體積更小而且完全無線的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。”此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
暢想一下，有了這種新的無線網(wǎng)卡，一臺便攜式的 Google Home 設(shè)備，我們可以隨身攜帶并且使用數(shù)年時間不用考慮充電，而不像現(xiàn)在拔了插頭幾個小時就沒電了。
Mercier 教授補(bǔ)充道：“新的無線網(wǎng)卡還可以將目前因為不能滿足現(xiàn)有 WiFi 的功率需求而沒有實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備，接入物聯(lián)網(wǎng)。例如煙霧報警器，而且其電池更換不會有太大的負(fù)擔(dān)。”
這種新的無線網(wǎng)卡是用過一種稱為反向散射的技術(shù)來傳輸數(shù)據(jù)，從而以極低的功率運(yùn)行。它從附近的設(shè)備（例如智能手機(jī)）或者 WiFi 接入點獲取傳入的 WiFi 信號，修改信號并將自身的數(shù)據(jù)編碼到該信號上，然后將信號反射到另一個設(shè)備的不同 WiFi 通道或者訪問點。此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
圖丨反向散射過程的圖示（來源：ucsd）
這項工作建立在低功率 WiFi 無線電技術(shù)基礎(chǔ)之上，Bharadia 教授曾從事該技術(shù)研發(fā)并取得斯坦福大學(xué)的博士學(xué)位。在這項工作中，他與 Mercier 教授合作開發(fā)了這種更低功耗的 WiFi 無線電。他們通過內(nèi)置一個稱為喚醒接收器的組件來實現(xiàn)超低功率。僅在需要與 WiFi 信號通信的時候，才 “喚醒”WiFi 無線電，因此它可以在其余時間保持低功率睡眠模式，在這種睡眠模式下只有 3 微瓦的功耗。此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
圖丨 Bharadia（中）與研究生 Rohit Kumar（左）和 Manideep Dunna（右）一起展示了 Wi-Fi 無線電在兩個兼容 Wi-Fi 的設(shè)備之間反向散射的裝置（來源：ucsd）
研究團(tuán)隊對該技術(shù)的改進(jìn)還包括用于反向散射數(shù)據(jù)的定制集成電路，這使整個系統(tǒng)更小且更高效，從而使他們的 WiFi 無線網(wǎng)卡能在更長的通信范圍（21 米）運(yùn)行。研究人員表示，21 米是智能家居環(huán)境中進(jìn)行操作的實用距離。此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
Mercier 教授表示，“我們在這里展示了一種實用的芯片設(shè)計，它實際上還可以應(yīng)用在小型低功耗設(shè)備中。”
這項研究成果已發(fā)表，論文題目為 “A 28μW IoT Tag that can Communicate with Commodity WiFi Transceivers via a Single-Side-Band QPSK Backscatter Communication Technique”。此文章在中國節(jié)能網(wǎng)轉(zhuǎn)載 惠州革普絲科技節(jié)能公司料斗節(jié)能發(fā)熱器、炮筒節(jié)能加熱圈
