WISP芯片: 无需电池供电,从无线电波中获取能量

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引言

电池电量已经成为各种电子产品的重要性能瓶颈。对于计算机,穿戴设备,
智能手机来说,一个良好的电池性能和续航能力,是评判整个产品性能的重要指标,也是影响用户体验的最重要因素之一。但是目前来看,电池的性能指标并没有重大的突破。

研究人员都会考虑,有无一种可以替代电池供电的方案?这就是华盛顿大学传感器系统实验室的研究人员所研究的。他们设计了WISP,无线识别和传感平台:一个结合传感器和计算芯片,无需电池或者有线电源来供电的装置。它可以从现成的标准RFID读取器中获取能量。

WISP简介

WISP并不需要电池,因为他们从读取器产生的RF信号中获取能量。WISP是开源的,开放架构的,包括全部可编程的16位微控制器,以及传感器。

传统的RFID标签是黑盒的,不能够执行计算机程序,也不支持传感器。WISP相关的应用是传感器相关的,但是由于WISP的编程能力,它在加密和安全领域也有应用。

 

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(图片来源于:华盛顿大学)

 

WISP的优势

WISP并不是唯一的无需电池的计算机芯片。也有一些无需电池供电的传感器,可以吸取各种能量,例如电视波,发射塔等等。但是目前,这些无需电池供电 的传感器运行速度很慢,不能够远程编程。

研究人员通过将WISP和RFID读取器相匹配,已经能够让这种芯片的计算能力,比以前那些快10倍。它具有和和蓝牙低功耗模式有着一样的带宽。由于和代尔夫特大学的合作,目前它可以被无线编程。例如,运行WISP的健康传感器,目前可以下载新的追踪功能,或者通过无线升级修复缺陷和故障,无需插入任何东西。

 

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(图片来源于:华盛顿大学)

 

应用领域和未来展望

WISP的设计,并不是用来和智能手机及笔记本电脑的芯片进行竞争。它和Fitbit里面的处理器有着一样的时钟频率,和相似的功能,包括嵌入式的加速度计和温度传感器。华盛顿大学的研究人员Aaron Parks称,它不是为了运行电子游戏而设计的,但是它能够追踪数据,并且进行一些简单的处理任务,和外界世界通讯。它的重大意义在于,可以反向散射进来的无线信号。

无需电池的计算机,目前恐怕还有很长的路要走。但是,目前可以使用的是WISP的架构。通过嵌入这些传感器进入混凝土结构,巡视员无需破坏固有的结构,就可以检测建筑物的基础是否被地震损坏。无需电池的芯片,对于手术植入物很有意义,可以用来监测病人的健康状况。目前,也有一种应用于农业领域的类似WISP的芯片,可以一次性监控成千的植物。

还有更多的消费电子领域的应用,例如健康手环。你可以将无需电池的芯片植入智能手机中,当电池电量耗尽的时候,用来发送紧急消息。WISP对于物联网来说,有着重要的意义,可以让很多东西变得智能。

 

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