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用Wi-Fi为物联网装置进行无线充电

导读: 华盛顿大学感测系统实验室Vamsi Talla等研究人员发表一项可利用现有Wi-Fi芯片组发展的Wi-Fi充电技术,初步已成功为温度传感器、相机及几款电池充电,希望未来还可用于运动测量等物联网装置上。

  华盛顿大学感测系统实验室Vamsi Talla等研究人员发表一项可利用现有Wi-Fi芯片组发展的Wi-Fi充电技术(PoWiFi)——“Powering the Next Billion Devices with Wi-Fi”,初步已成功为温度传感器、相机及几款电池充电,希望未来还可用于运动测量等物联网装置上。

  Wi-Fi电力输送的主要挑战

  现行Wi-Fi技术的应用主要是利用Wi-Fi电波传送及接收数据。但研究人员认为或许可利用电波传送电力。研究人员把Wi-Fi接收器设计成多频道信号采集器(multi-channel harvester),以便模拟连续电力,又不影响Wi-Fi的效能,克服Wi-Fi信号忽强忽弱的特性,让它能够采集Atheros AR9580 Wi-Fi芯片组广播信号中的电力。

  天线接收RF信号,整流器将其转换成直流电,并馈入的DC-DC转换器,增加电压至传感器和微控制器的要求相匹配。

该图示出了优化的DC-DC转换器

  在实验环境下,研究人员架设了具有PoWiFi技术的三台Atheros Wi-Fi路由器,先后将20英尺以外的温度传感器,及17英尺外的Omnivision VGA相机电池充电,并让远程相机得以进行35分钟拍摄一张相片的任务,随后也为28英尺外的镍氢及钮扣型锂电池完成充电。最后,研究人员在都会区六个家庭部署其设计的系统,成功在实际网络环境下实现Wi-Fi充电,而且不致影响使用者经验。

  除了配合MIMO,PoWiFi的潜力可望用于更多小型装置。研究人员设计了具有Wi-Fi天线的万用充电器,接上Jawbone UP24穿戴装置后,放在PoWiFi路由器5到7公分处,并观察到Jawbone电池在2.5小时内由无电状态充电到41%。研究人员表示,这显示 PoWiFi路由器有作为Fitbit、Jawbone等运动量测装置无线充电热点的潜力。他们目前正在研究新的设计,像是将新信号采集器整合到可穿戴装 置的天线,以及客制化的电池充电设备,以便扩大新技术的用途。

  但研究人员也指出这项技术的可能安全问题,一旦Wi-Fi可被用于充电和数据传输,未来可能也会引发“电力阻断服务“攻击(Power denial of service),利用恶意装置造成同样网络内的装置电力枯竭,但这也开启了相关安全研究的商机。

  各方看好物联网产业成长,IDC去年预测,2020年后全球物联网装置可能达到250亿个。IDC最近并预估,包括物联网装置、联机设备及IT服务在内,物联网市场到2020年将上看1.7兆美元。

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