專家精講:利用Wi-Fi路由器為物聯網裝置進行無線充電
發布時間:2015-06-19 責任編輯:sherry
【導讀】現行Wi-Fi技術的應用主要是利用Wi-Fi電波傳送及接收數據。但研究人員認為或許可利用電波傳送電力。研究人員把Wi-Fi接收器設計成多頻道信號采集器,以便模擬連續電力,又不影響Wi-Fi的效能,克服Wi-Fi信號忽強忽弱的特性,讓它能夠采集Atheros AR9580 Wi-Fi芯片組廣播信號中的電力。實現利用Wi-Fi路由器為物聯網裝置進行無線充電。
華盛頓大學感測係統實驗室Vamsi Talla等研究人員發表一項可利用現有Wi-Fi芯片組發展的Wi-Fi充電技術(PoWiFi)——“Powering the Next Billion Devices with Wi-Fi”,初步已成功為溫度傳感器、相機,及幾款電池充電,希望未來還可用於運動測量等物聯網裝置上。

Wi-Fi電力輸送的主要挑戰
現行Wi-Fi技術的應用主要是利用Wi-Fi電波傳送及接收數據。但研究人員認為或許可利用電波傳送電力。研究人員把Wi-Fi接收器設計成多頻道信號采集器(multi-channel harvester),以便模擬連續電力,又不影響Wi-Fi的效能,克服Wi-Fi信號忽強忽弱的特性,讓它能夠采集Atheros AR9580 Wi-Fi芯片組廣播信號中的電力。

天線接收RF信號,整流器將其轉換成直流電,並饋入的DC-DC轉換器,增加電壓至傳感器和微控製器的要求相匹配。

圖示出了優化的DC-DC轉換器
在實驗環境下,研究人員架設了具有PoWiFi技術的三台Atheros Wi-Fi路由器,先後將20英尺以外的溫度傳感器,及17英尺外的Omnivision VGA相機電池充電,並讓遠程相機得以進行35分鍾拍攝一張相片的任務,隨後也為28英尺外的鎳氫及鈕扣型鋰電池完成充電。最後,研究人員在都會區六個家庭部署其設計的係統,成功在實際網絡環境下實現Wi-Fi充電,而且不致影響使用者經驗。

除了配合MIMO,PoWiFi的潛力可望用於更多小型裝置。研究人員設計了具有Wi-Fi天線的萬用充電器,接上Jawbone UP24穿戴裝置後,放在PoWiFi路由器5到7公分處,並觀察到Jawbone電池在2.5小時內由無電狀態充電到41%。研究人員表示,這顯示PoWiFi路由器有作為Fitbit、Jawbone等deng運yun動dong量liang測ce裝zhuang置zhi無wu線xian充chong電dian熱re點dian的de潛qian力li。他ta們men目mu前qian正zheng在zai研yan究jiu新xin的de設she計ji,像xiang是shi將jiang新xin信xin號hao采cai集ji器qi整zheng合he到dao可ke穿chuan戴dai裝zhuang置zhi的de天tian線xian,以yi及ji客ke製zhi化hua的de電dian池chi充chong電dian設she備bei,以yi便bian擴kuo大da新xin技ji術shu的de用yong途tu。
但研究人員也指出這項技術的可能安全問題,一旦Wi-Fi可被用於充電和數據傳輸,未來可能也會引發“電力阻斷服務“攻擊(Power denial of service),利用惡意裝置造成同樣網絡內的裝置電力枯竭,但這也開啟了相關安全研究的商機。
各方看好物聯網產業成長,IDC去年預測,2020年後全球物聯網裝置可能達到250億個。IDC最近並預估,包括物聯網裝置、聯機設備及IT服務在內,物聯網市場到2020年將上看1.7兆美元。
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