新芯片为物联网设备带来超低功耗Wi-Fi连接

 
更便携，完全无线的智能家居设置。低功耗可穿戴设备。无电池智能设备。加利福尼亚大学圣地亚哥分校的电气工程师开发了一种新的超低功率Wi-Fi无线电，所有这些都可以实现。
该设备采用比米粒小的芯片封装，使物联网(IoT)设备能够以比今天的Wi-Fi无线电少5,000倍的功率与现有Wi-Fi网络通信。它仅消耗28微瓦的功率。这样做的同时，它可以在高达21米的范围内以每秒2兆比特的速度传输数据(连接速度足以传输音乐和大多数YouTube视频)。
该团队将在2月16日至20日在旧金山举行的ISSCC 2020会议上介绍他们的工作。
“您可以将手机，智能设备，甚至小型相机或各种传感器连接到该芯片，它可以将这些设备中的数据直接发送到您附近的Wi-Fi接入点。您无需购买其他任何东西。单个硬币电池可以使用数年之久。”加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的电气和计算机工程教授Dinesh Bharadia说。
商用Wi-Fi无线电通常消耗数百毫瓦才能将IoT设备与Wi-Fi收发器连接。结果，兼容Wi-Fi的设备需要大电池，频繁充电或其他外部电源来运行。
新芯片为物联网设备带来超低功耗Wi-Fi连接

 
加州大学圣地亚哥分校电气和电子工程系主任说：“这款Wi-Fi无线电的功率足够低，我们现在可以开始考虑不再需要将IoT设备插入墙壁的新应用空间。这可能会释放出更小的，完全无线的IoT设置。”计算机工程教授Patrick Mercier，与Bharadia共同领导了这项工作。
想想一台便携式Google Home设备，您可以随身携带它，并且可以持续使用数年，而拔掉插头后只需数小时。
Mercier说：“它还可以让您连接当前未连接的设备，这些设备不能满足当前Wi-Fi无线电的功率要求，例如烟雾报警器，并且对电池更换没有很大负担。”
新芯片为物联网设备带来超低功耗Wi-Fi连接
 
 
一组集成在小芯片中的超低功率Wi-Fi无线电，每个无线电芯片的面积为1.5平方毫米(米粒显示为刻度)。图片来源：David Baillot /加州大学圣地亚哥分校的雅各布斯工程学院。
Wi-Fi无线电通过一种称为反向散射的技术来传输数据，从而以极低的功率运行。它从附近的设备(例如智能手机)或Wi-Fi接入点获取传入的Wi-Fi信号，修改信号并将其自身的数据编码到它们上，然后将新信号反射到另一个设备的不同Wi-Fi通道上或访问点。
新芯片为物联网设备带来超低功耗Wi-Fi连接

 
加州大学圣地亚哥分校电气和计算机工程学教授Dinesh Bharadia持有一块PCB，上面装有Wi-Fi无线电(黑色斑点下方的组件)。信用：加州大学圣地亚哥分校
这项工作建立在低功率Wi-Fi无线电技术的基础上，Bharadia曾帮助该技术发展为博士学位。斯坦福大学的学生。在这个项目中，他与Mercier合作开发了一种更低功率的Wi-Fi无线电。他们通过内置一个称为唤醒接收器的组件来实现此目的。仅当它需要与Wi-Fi信号进行通信时，它才会“唤醒” Wi-Fi无线电，因此它可以在其余时间保持在低功率睡眠模式，在此期间仅消耗3微瓦的功率。
加州大学圣地亚哥分校的团队对该技术的改进还具有用于反向散射数据的定制集成电路，这使整个系统更小，更高效，从而使他们的Wi-Fi无线电能够在更长的通信范围(21米)内运行。研究人员说，这是在智能家居环境中进行操作的实用距离。
Mercier说：“在这里，我们展示了第一个实用的芯片设计，该设计实际上可以部署在小型低功耗设备中。”
该论文的标题是“可以通过单边QPSK背向散射通信技术与商品WiFi收发器进行通信的28µW IoT标签”。