物联网传感器可以通过环境无线电波连接

物联网(IoT)系统通常通过无线电连接传感器网络，但是无线电需要电池供电，因此限制了可用性。迪士尼研究院已经确定，一种解决方案可能是将所有无线电设备放在一起，并通过电视，收音机和手机的环境无线电波进行通信。

通过Alanson样品，迪斯尼Research的无线系统部门的副实验室主任和领导者领导的研究小组，设计了一种超低压电力 系统传输数据到中央接收传感器的通过反映周围无线电从已经沐浴大多数办公商业广播系统波环境。

“我们的想法是重复使用我们周围的所有无线电信号作为传输数据的媒介，就像在池塘中发送涟漪一样，”Sample说。

这种方法从根本上降低了传感器节点的功率要求，因为它产生的无线电波消耗了大部分电池电量。在迪士尼研究实验室的一次演示中，研究人员能够通过使用针对弱光条件优化的太阳能电池来满足剩余的电力需求。

研究人员在乔治亚州亚特兰大市举行的IEEE计算机通信会议(INFOCOM 2017)上展示了他们的超宽带(UWB)环境背向散射系统的细节。包括周昌昌和Jeremy Gummeson在内的研究小组在室内办公室演示了该系统。环境，使用来自14个无线电塔和两部手机的环境信号。

“物联网的承诺是无线传感器无处不在，让设备能够感知环境并相互交谈，”迪士尼研究副总裁Markus Gross说。“然而，当我们将下一个十亿无线设备连接到互联网时，使用电池为这些设备供电将变得不可行.UWB环境后向散射系统可能部署在任何大都市区域，具有解决这个问题的巨大潜力困境。”

反向散射通信已经用于无源RFID标签。在这种情况下，RFID读取器将射频功率发送到无电池RFID标签; 标签通过将载波反射或反向散射回读取器，将数据发送给阅读器。这些系统的范围有限，这使得它们对物联网系统来说不切实际。

其他研究人员已经展示了通过使用来自单一来源(例如电视台)的环境无线电波而需要更少功率的系统。但是，除非环境信号的功率提升到高水平，否则范围限制在几米。

Sample表示，UWB方法 - 反向散射所有环境光源 - 提供了关键优势。使用多个反向散射通道可提高信噪比，从而显着提高反向散射读取器的灵敏度并减少死区。反过来，这使得系统能够在真实世界环境源上运行，并且在使用来自广播塔的环境信号时大致扩展到22米 - 当使用由移动电话上行链路流量产生的环境信号时为50米。

Sample说，超低功耗传感器节点必然简单，这需要反向散射读取器为系统进行繁重的工作。读取器必须接收反向散射信号，解码并组合多个反向散射载波以从每个传感器恢复数据。读卡器使用四个软件定义的无线电接收器 - 一个用于FM无线电频段，另一个用于覆盖大部分蜂窝上行链路和下行链路频段，两个用于数字电视频段。

他补充说，由于硬件无需调谐到任何特定的频段，因此UWB系统几乎可以部署在任何大城市地区。与利用环境无线电波的其他实验系统不同，迪斯尼系统不专注于单个信号源，而是使用所有可用的环境无线电源，从FM无线电广播到数字电视信号，再到进出蜂窝电话的传输。

结合创意和创新，这项研究延续了迪士尼利用技术来增强未来工具和系统的丰富遗产。