Backscatter Wi-Fi, czyli jak zasilać Internet Przedmiotów falami radiowymi

Internet Przedmiotów (Internet Rzeczy, Internet of Things)stał się modnym hasłem w komunikacji marketingowej potentantówprzemysłu elektronicznego. Dziesiątki, setki, a nawet tysiąceobiektów w naszych domach miałoby zostać podłączone do Sieci,stać się końcówkami rozproszonych systemów informatycznych,całkowicie odmieniających codzienne życie. W tych wszystkichwizjach zazwyczaj pomija się jedną, bardzo istotną kwestię –jak zasilać te wszystkie czujki Internetu Przedmiotów? Zodpowiedzią na to pytanie przychodzą inżynierowie z University ofWashington, prezentując rozwiązanie o nazwie WiFi Backscatter (comożna przełożyć jako wstecznie rozproszone WiFi).

Baterie oczywiście nie wchodzą tu w grę. Według badaczy zWaszyngtonu, zasilaniem dla tych najmniejszych i najliczniejszychurządzeń podłączonych do Internetu Przedmiotów miałyby staćsię same fale radiowe, wykorzystywane do komunikacji bezprzewodowej.To rozwinięcie ich wcześniejszychprac, w których udało się wykazać, że niskoenergetyczneurządzenia, takie jak np. czujniki temperatury, ciśnienia czyświatła mogą działać bez baterii, pobierając energię niesionąprzez fale elektromagnetyczne z nadajników radiowych, telewizyjnych,punktów Wi-Fi czy masztów telefonii komórkowej. Krokiem naprzód,w porównaniu do opracowanego wcześniej ambient backscatter(wsteczne rozproszenie wotoczeniu) jest umożliwienie bezprzewodowej komunikacji pomiędzytak zasilanymi urządzeniami, wcześniej niemożliwe.

Głównym wyzwaniem, jak twierdząautorzy tej techniki, było rozwiązanie kwestii niewspółmiernościzapotrzebowania na energię wobec jej dostępności. Konwencjonalneczipy Wi-Fi, nawet w trybie oszczędnym, pobierają moc o trzy doczterech rzędów wielkości większą, niż to, co można pozyskaćz otoczenia. Zbudowany w Waszyngtonie prototyp zawiera antenę iobwód elektroniczny, które mogą się komunikować z normalnymiurządzeniami Wi-Fi, zużywając śladowe ilości energii.

Taki znacznik („tag”),wyszukuje fale radiowe Wi-Fi między routerem a urządzeniamimobilnymi, kodując dane poprzez modulowanie odbić sygnału routera.Minimalne zmiany w sygnale zostają wykryte przez „pełnokrwiste”urządzenia bezprzewodowe i zdekodowane do normalnych pakietówinternetowych. Działający w ten sposób prototypowy znacznik był wstanie komunikować się z urządzeniem Wi-Fi na odległość 2metrów, z szybkością około 1 kbit/s. Według badaczy, możliwejest zwiększenie zasięgu takiego rozwiązania do 20 metrów.

Jak jednak sieć setek czytysięcy urządzeń wzajemnie modulujących sygnał Wi-Fi wpłynie najakość połączeń radiowych, tego badacze na razie nie mówią.Być może przedstawią bardziej konkretne dane na ten temat jeszczew sierpniu, podczas konferencji w Chicago, organizowanej przezAssociation for Computing Machinery. Z przygotowanego artykułupt. *Wi-Fi Backscatter: Internet Connectivity for RF-PoweredDevices *wynika jedynie, że wukładzie z jednym tagiem wstecznie rozpraszanego WiFi zakłóceniasą pomijalne.

Sami autorzy wynalazku jużprzygotowali odpowiednie wnioski patentowe, nie sposób się jednakoprzeć wrażeniu, że w tym wypadku można będzie wskazać na znanyjuż stan techniki (prior art),który przynajmniej w pewien sposób może ograniczyć zakrespatentu. Chodzi oczywiście o klasyczne detektory kryształkowe,czyli diody z prostującym złączem metal-półprzewodnik, na baziektórych w latach dwudziestych zeszłego stulecia budowano odbiornikiradiowe, które potrzebną do działania energię czerpały właśniez fal radiowych.