喚醒設備的新方法

由于智能手機用戶非常了解，睡眠設備仍然可以從電池中榨取生命。斯坦福大學的研究人員正在開發一種可以延長無線設備電池壽命的解決方案是添加一個喚醒接收器，可以立即打開關閉設備。

斯坦福大學阿巴比亞實驗室的研究生Angad Rekhi和電氣工程助理教授Amin Arbabian開發了一種喚醒接收器，可以響應輸入的超聲波信號打開設備 - 超出人類范圍的信號聽。通過以明顯更小的波長工作并從無線電波切換到超聲波，該接收器比響應無線電信號的類似喚醒接收器小得多，同時以極低的功率和擴展的范圍工作。該小組將于2月14日在國際固態電路會議上介紹這項工作。

這種喚醒接收器具有許多潛在的應用，特別是在設計下一代網絡設備時，包括可以在沒有人為干預的情況下彼此直接通信的所謂“智能”設備。

“隨著技術的進步，人們將它用于你從未想過的應用程序。互聯網和手機就是兩個很好的例子，”Rekhi說。“我很高興看到人們將如何使用喚醒接收器來支持下一代物聯網。”

權力權衡

一旦連接到設備，喚醒接收器就會偵聽一個獨特的超聲波模式，告訴它??何時打開設備。它只需要很小的功率來保持這種持續的聆聽，因此它仍然可以節省整體能量，同時延長較大設備的電池壽命。精心設計的喚醒接收器還允許設備從相當遠的距離開啟。

Arbabian說，設計這些電子設備帶來了許多挑戰。“在維持或擴大范圍的同時縮小喚醒接收器的尺寸和功耗是一項基本挑戰，”他說。“但這個挑戰值得追求，因為解決這個問題可以使喚醒接收器的可擴展網絡在我們的日常環境中工作。”

為了使喚醒接收器小型化并降低其消耗的功率，研究人員利用斯坦福大學Khuri-Yakub實驗室提供的高靈敏度超聲波換能器，將模擬聲音輸入轉換為電信號。利用這項技術，研究人員設計了一種系統，可以檢測到只有1納瓦的信號功率的喚醒特征，大約是點亮一個老式圣誕燈泡所需功率的十億分之一。

鑒于對網絡設備的興趣日益增加，研究人員和行業組織開始定義哪些功能和技術將成為標準。Rekhi說，無論這種超聲波喚醒接收器是否屬于這些標準設計，很可能很快就會將某種類型的喚醒接收器集成到商業應用中。

連接未來

這項工作從以前的阿比班實驗室創建出來，這是一個名為“螞蟻大小的無線電”的小芯片，它可以通過無線電波發送和接收信號而無需電池。螞蟻大小的無線電具有無線供電的優點，但需要保持相對靠近與其通信的發射機。該組織已經發布了一種利用超聲波擴展設備供電范圍的方法，例如螞蟻大小的無線電，但這種距離仍然是有限的。

相比之下，超聲波喚醒接收器需要電池，但具有比無線供電設備更大的范圍，同時由于極低的功耗而仍然保持長壽命。這兩種技術 - 無線電源和喚醒接收器 - 可能會用于不同的目的，但兩者都暗示了構成物聯網的設備的轉折點。

研究人員說，鑒于一個長期承諾的未來，互聯，自主，廣泛，不引人注目的技術使生活更輕松，現在可用的網絡設備，如視頻門鈴和應用程序啟用的燈，似乎是相當微妙的進步。他們相信像他們這樣的技術可以幫助跨越我們所知道的物聯網和最好的物聯網之間的差距 - 無論可能是什么。