在科技不斷深入人們生活的今天,各種各樣的電子設備撲面而來,而這些設備的運行全部都需要電能。試想一下,如果傳感器網絡在沒有任何電能的情況下,通過無線電頻率信號就能夠監測空氣質量、交通狀況乃至于創建“物聯網”,豈不美哉?
現在,利用一種名為“環境反向散射(Ambient Backscatter)”的技術,華盛頓大學的研究人員正將現有的無線信號轉換為一個既能提供能量,也能用來通信的傳感器網絡。在這項研究中,網絡傳輸設備僅僅是一個個基本的傳感器。這些傳感器狀似一個信用卡大小的電路板,上面裝配發射器、接收器以及能從電視信號獲取能量的元件。所有這些零件都連接到一根天線上。將這些設備裝配在橋梁或者道路上,其網絡就可以源源不斷地發送郵件和信息給用戶。“我們最新的進展是,在通過反射電視信號來通信的同時,還可以將捕獲的信號轉換為電能”,華盛頓大學電氣工程師、計算機科學家約書亞?史密斯(Joshua Smith)說。而對現有無線電信號的再利用并不會干擾電視節目或是移動通信的正常使用。“我們所做的只是讓周圍現有的無線電信號、電視信號、Wi-Fi 或者是蜂窩信號產生更多的反射。”華盛頓大學計算機科學家希亞姆?格拉科塔(Shyam Gollakota)說。
研究人員希望能最終提高傳輸速率至600Kbps,甚至是1Mbps。實現這一目標的方法之一可能就是合理利用電視信號。
將無線電信號轉化為電能,目前所面臨的主要限制是,不論信號數量和強度怎樣,傳感器能吸取的電力非常有限。盡管該項技術能為小型傳感器提供電能,但是要想做到足夠為手機或平板電腦提供電能,還需要未來的努力。
但史密斯給我們描述的美好場景確實很有吸引力:假如你的手機沒電了,那么受惠于“環境反向散射”,它仍然可以用來發送和接收電子郵件或者短信。“或者是,人們可以通過這種模式來降低手機的能耗。”他補充道。