不需要外部电源的无线通讯Ambient Backscatter基于msp430

cc1989summer · 发表于 2013-8-21 14:41:44

先上传关于这个技术的原始文档：

原理图如下：

这个是收集环境中的电视信号、手机信号作为能量来源，并利用电磁波的反射机理互相通讯，文中仅很小篇幅涉及MSP430，只是一带而过，也没有给出电路图。坛友们要不要自己仿照做一个？

这真是将MSPP430的低功耗发挥到了极致，即不需要外加电源，直接利用空气中的无线电！同时还能互相通讯！

当今智能手机、可穿戴设备最大的瓶颈，在于其短得要命的续航时间，或者反过来说，即电池容量紧缺。

人类一直在寻求出路，如科学家近十多年一直在研究更高效的电池，无果。

后来纷纷进行曲线救国式的改良，如发明了快速充电、无线充电等让充电变得更快捷的方式，让电池尽可能容易回归满电状态。

有人干脆从省电着手，从 CPU 降频，到后来为移动设备发明了 “伪后台” 和推送。

到今年，当人类巴不得将整部电脑塞进眼镜或手表时又苦恼了，因为电池真心不争气。

其实最省电的方法，是不耗电。

这不是一句周星驰式对白，而是真正存在于我们生活中……或至少应该说，离我们生活已经很近很近了。

日前，华盛顿大学的工程师团队公布了一项称为“环境信号逆散射技术”（Ambient Backscatter）的传输技术，如果将来能投入商用，将成功为移动设备、乃至通讯领域带来相当大的变革。

环境信号逆散射的思路非常具有启发性。通常设备在通信过程中，离不开制造（发射）信号与接收信号，这个过程会产生能量的消耗。但我们何妨将思路拉远一点，其实在我们生活的这块土地上，周围已经有数不尽的无线信号：大气电波、电视、无线基站信号，全年无休止的发射，这些都是非常丰富的“信号富矿”。

“环境信号逆散射” 这项技术巧妙在于，设备自身并不制造信号，而且通过利用现成的“信号富矿”，而经特殊设计的天线与接收器，将具备探测、转化、反射现成的信号的能力，从而将这些信号重新导向，就能顺利发送到相应设备上。项目负责人 Shyam Gollakota 是华盛顿大学电脑科学工程学习的助理教授，他表示，这样的发明能应用在一些电力有非常有限的设备，如可穿戴式运算设备、智能感应器，以及一些生活物件上。

目前，只要在 6.5 英里（约等于 10 公里）内有电视信号覆盖，这种传输技术就能工作。两个装置在 2.5 公尺内（室内为 1.5 公尺）能维持每秒 1kb 的传输速度，这对感应器读数、文字信息以及联系人的发送，已经很足够了。而接下来，开发者将会继续对传输范围和速度进行持续改进，做到更快、更远、更强。

两枚 Ambient Backscatter 设备在实现模拟信用卡转账

设计者们为我们提供了这种技术在生活中，几个简单应用范例：如银行卡之间的转账（如上图），钥匙或眼镜等生活物品离开主人一段距离后将向手机发送警报，甚至或者将来手机没电了，也能发个求救信息什么的。

这项发明已于本月 13 日，美国计算机协会举办的 SIGDOC 大会上获得大会颁发的最高奖项。

零电力消耗的传输技术，听起来还是相当诱人的！

另外给个中文链接。
http://boj.blog.ustc.edu.cn/inde ... rfid-without-power/

祥子 · 发表于 2013-8-21 21:05:46

仿做+1，跟着高手混哈

my_avr · 发表于 2013-8-21 21:48:53

这个NB啊，没搞清楚原理

liuruoshui · 发表于 2013-8-21 21:54:03

牛逼技术贴，强顶!

cc1989summer · 发表于 2013-8-21 22:05:39

my_avr 发表于 2013-8-21 21:48
这个NB啊，没搞清楚原理

那个英文文档很详细，不过英文看着累，大致意思就是: 电源部分来自捕获环境中的电磁波。

通讯利用反射原理，a向b发消息，反射为1不反射为0 反射的信号来自空气中的电磁波而b可以将自身收到的电磁波与a反射来的电磁波对比从而实现解码

触摸按键利用msp430内部的触摸模块

my_avr · 发表于 2013-8-21 22:37:57

cc1989summer 发表于 2013-8-21 22:05
那个英文文档很详细，不过英文看着累，大致意思就是: 电源部分来自捕获环境中的电磁波。

通讯利用反射 ...

这个我明白了，关键的地方是能量怎么样收集

jiespring · 发表于 2013-8-22 00:24:50

真的吗？这个一定要看看

cc1989summer · 发表于 2013-8-22 08:05:07

jiespring 发表于 2013-8-22 00:24
真的吗？这个一定要看看

是真的。

cc1989summer · 发表于 2013-8-22 08:06:50

my_avr 发表于 2013-8-21 22:37
这个我明白了，关键的地方是能量怎么样收集

能量收集是一方面，另外一个难点是通讯啊，高频信号的调制解调，算法等。。。

gmyu · 发表于 2013-8-28 09:59:28

反射机制？和RFID有什么区别？加入了语音功能？

cc1989summer · 发表于 2013-8-28 10:23:38

gmyu 发表于 2013-8-28 09:59
反射机制？和RFID有什么区别？加入了语音功能？

RFID需要较高的能量。比如公交卡要靠近才能起效。
而这个就放在空气中。

RFID有主机从机的区别，而这个没有，都是对等的主体。

gmyu · 发表于 2013-8-28 10:53:10

cc1989summer 发表于 2013-8-28 10:23
RFID需要较高的能量。比如公交卡要靠近才能起效。
而这个就放在空气中。

那就只能一笑而过了，接受都要省着点用，还谈发射，对等。知不知道非接触充电的距离多近，效率多高，RF信号是满天飞，但是不是同频的就跟你没半毛钱关系，即使同频，距离会让功率成级数下降，充其量你做定向的，不然所谓的等量给你的只是灰飞烟灭的感觉，更别想驱动你的cpu，大家也知道andriod需要的发动机是什么耗电级别的，不知道摆个手机图片在那里什么意思。

cc1989summer · 发表于 2013-8-28 12:40:54

gmyu 发表于 2013-8-28 10:53
那就只能一笑而过了，接受都要省着点用，还谈发射，对等。知不知道非接触充电的距离多近，效率多高，RF信 ...

我的题目已经讲了，用于低功耗的通讯是可行的，而且msp430本身就是超低功耗的，附件的文章中别人已经做出东西，驱动安卓确实够呛。

longfeix86 · 发表于 2013-8-28 12:46:59

MSP430功耗还真低！！

HZKJ · 发表于 2013-8-28 14:12:59

可以来个混合取能，电磁波，震动，加太阳能。。。

cc1989summer · 发表于 2013-8-28 21:20:34

HZKJ 发表于 2013-8-28 14:12
可以来个混合取能，电磁波，震动，加太阳能。。。

是的，能量收集也是一门学问
解决了能量收集和低功耗的问题

就可以不需要电源了

wazihe · 发表于 2013-9-9 19:42:31

mark 一下

TongIC · 发表于 2013-9-10 10:44:22

类似于能量收集，相对太阳能来说电磁感应能量太小了~

sxmilovebb2 · 发表于 2013-9-10 12:24:55

ｆｕｔｕｒｅ～～～～ｍａｒｋ

kingvole · 发表于 2013-9-10 12:52:15

mark下来。

不需要外部电源的无线通讯Ambient Backscatter基于msp430

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