Wi-Fi без батарей

Исследователи из Вашингтонского университета утверждают, что грядущая революция Интернета вещей будет питаться не энергией батарей, а энергией, передаваемой по воздуху.

В ближайшее время они намерены представить документ с описанием технологии обратного рассеивателя (backscatter) — новой системы связи, в которой в качестве источника энергии используются радиочастотные сигналы. Обратные рассеиватели Wi-Fi смогут получать энергию питания от радиочастотных сигналов, в том числе телевизионных, сотовых и Wi-Fi.

Антенны этих устройств будут улавливать радиочастотные сигналы и превращать их в электроэнергию. По словам исследователей, на базе этой технологии можно будет создавать телекоммуникационные системы, позволяющие подключать к Интернету миллиарды устройств и избегать ограничений, связанных со сроком действия батарей.

«Новая технология обладает очень большим потенциалом, — заявил докторант кафедры электротехники Брайс Келлогг, ставший одним из авторов документа об обратном рассеянии Wi-Fi. — Надо понимать, что при подключении к Интернету следующего миллиарда устройств неизбежно возникнут проблемы, связанные с зарядкой и заменой батарей в каждом из них. Традиционные устройства Wi-Fi слишком дорого обходятся нам с энергетической точки зрения. Использование обратного рассеяния Wi-Fi позволило бы существенно уменьшить зависимость от батарей, а, возможно, и вовсе избавиться от них, снабдив энергией множество устройств».

Команда исследователей из Вашингтонского университета разработала прототип сверхэкономичной электронной метки, оснащенной антенной и электронной схемой, которую можно было бы подключать к самому широкому спектру устройств. Такие метки будут поддерживать связь с портативными компьютерами или смартфонами, оснащенными интерфейсами Wi-Fi, практически не потребляя энергии.

Устройства отслеживают прохождение сигналов Wi-Fi между маршрутизаторами и ноутбуками или смартфонами, кодируют данные, отражая или не отражая излучение маршрутизаторов Wi-Fi, и вносят небольшие изменения в беспроводной сигнал. Портативные компьютеры и смартфоны с интерфейсами Wi-Fi обнаруживают эти небольшие изменения и принимают данные, передаваемые метками.

Обмениваясь информацией путем изменения сигналов Wi-Fi, устройства наподобие «умных» часов могли бы загружать электронную почту с портативных компьютеров или смартфонов и отправлять информацию, собранную об утренней тренировке, обратно на большие устройства.

Для коммерциализации технологии обратного рассеяния Wi-Fi планируется основать специальную компанию.

Среди преимуществ обратного рассеяния Wi-Fi отмечаются несущественные ограничения, накладываемые на типы устройств, которые смогут получать энергию питания таким образом.

«Поскольку речь идет об очень низкой мощности, никаких ограничений на нее, очевидно, накладываться не будет, — подчеркнул Келлогг. — Основные ограничения связаны с размером антенны, но антенны Wi-Fi могут быть очень маленькими. В вашем сотовом телефоне спрятано сразу несколько таких антенн».

Еще одним преимуществом является возможность модернизации точек доступа Wi-Fi с целью поддержки новой технологии путем установки программных обновлений. Это означает, что вы сможете разместить возле своего дома датчики и интеллектуальные устройства Интернета вещей, которые будут поддерживать связь с существующим маршрутизатором Wi-Fi. При таком подходе устраняется множество препятствий на пути внедрения новой технологии.

Электронные метки обратного рассеяния, созданные исследователями, обменивались данными с устройствами Wi-Fi на скорости 1 Кбит/с и расстоянии около двух метров. Ученые намерены довести дальность действия связи до 20 метров и оформить патенты на новую технологию.