Este minúsculo rádio WiFi poderia nos aproximar da Internet das coisas

Até agora, não havia como controlar todos os tipos de dispositivos, sem fio, pela internet, porque não havia um rádio bidirecional inteligente e pequeno o suficiente para tornar isso possível. Uma nova tecnologia chamada HitchHike poderia mudar isso.

Futuristas e prognosticadores de tecnologia são conhecidos por fazer projeções de olhos brilhantes sobre a chamada Internet das Coisas. É uma visão de um mundo onde tudo - de biossensores implantáveis ​​e dispositivos portáteis a carros inteligentes e sensores domésticos inteligentes - confere e colabora sem fio para tornar o mundo um lugar melhor e mais interconectado.

Até hoje, isso permanece em grande parte um sonho. Para se tornar realidade, a Internet das Coisas exigirá uma nova classe de rádios WiFi minúsculos e com baixo consumo de energia para passar comandos de e para a rede para uma miríade de dispositivos.

Essa é a idéia por trás do HitchHike, um minúsculo rádio sem fio de baixa energia de uma equipe de pesquisadores da Universidade de Stanford liderada por Sachin Katti, professor associado de engenharia elétrica e ciência da computação, e Pengyu Zhang, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Katti.

Os pesquisadores estão descrevendo e demonstrando a HitchHike em um papel apresentado na Conferência SenSys da Association for Computing Machinery em novembro 16.


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Quantidades minúsculas de energia

“A HitchHike é o primeiro sistema WiFi autossuficiente que permite a transmissão de dados usando apenas micro-watts de energia - quase zero”, diz Zhang. “Melhor ainda, pode ser usado como está com WiFi existente sem modificação ou equipamento adicional. Você pode usá-lo agora mesmo com um telefone celular e seu roteador WiFi pronto para uso. ”

A HitchHike é tão fraca que uma pequena bateria pode acioná-la por uma década ou mais, dizem os pesquisadores. Ele ainda tem o potencial de extrair energia de ondas de rádio existentes e usar essa energia eletromagnética, arrancada de seus arredores, para se alimentar, talvez indefinidamente.

“A HitchHike poderia levar a uma adoção generalizada na Internet das Coisas”, diz Katti. “Os sensores podem ser implantados em qualquer lugar onde possamos colocar uma bateria de moeda que tenha Wi-Fi existente. A tecnologia poderia até funcionar sem baterias. Isso seria um grande desenvolvimento neste campo. ”

Os pesquisadores dizem que a HitchHike pode estar disponível para ser incorporada em dispositivos sem fio nos próximos três a cinco anos.

O tamanho de um selo

O protótipo Hitchhike é um processador e rádio em um. Ele mede o tamanho de um selo postal, mas os engenheiros acreditam que eles podem torná-lo menor - talvez até menor que um grão de arroz para uso em dispositivos biológicos implantados, como um sensor de frequência cardíaca sem fio.

Com um alcance de até 50 metros e capaz de transmitir até 300 kilobits por segundo - várias vezes mais rápido que o modem dial-up mais rápido do passado - o sistema HitchHike foi nomeado HitchHike por seu design inteligente que permite caronas de ondas de rádio um smartphone ou um laptop. Ele traduz esses sinais de entrada para sua própria mensagem e retransmite seus próprios dados em um canal WiFi diferente.

O grande calcanhar de Aquiles de qualquer esforço nessa direção até hoje tem sido o uso de energia. A HitchHike consome 10,000 vezes menos que os rádios WiFi. Ele pode operar por anos em uma simples bateria de moedas, mas os pesquisadores dizem que versões futuras podem usar minúsculos painéis solares ou mesmo coletar a energia das ondas de rádio WiFi que chegam.

A HitchHike é uma variação do que é conhecido nos círculos de engenharia como um rádio de retroespalhamento. Na verdade, é mais um refletor do que um rádio. A HitchHike simplesmente lança sinais de WiFi de volta à atmosfera - um sinal que é conhecido como backscatter.

'Tradução de palavras de código'

Para funcionar como um verdadeiro rádio, no entanto, a HitchHike deve primeiro fazer o salto tão importante de simplesmente refletir uma mensagem existente para realmente produzir uma mensagem significativa própria. Para fazer isso, os designers da HitchHike desenvolveram o que eles chamam de "tradução de palavras de código".

Na frente do processador, o HitchHike é um simples dispositivo de tradução. No mundo digital binário, um sinal WiFi é pouco mais que um fluxo interminável de 1s e 0s, que o padrão WiFi transmite através de um conjunto de palavras de código pré-definidas. A HitchHike traduz inteligentemente as palavras de código recebidas em seus próprios dados. Se, por exemplo, a palavra de código de entrada indica um zero e a HitchHike quer que ela permaneça um zero, ela passa essa palavra de código inalterada. Se, no entanto, a HitchHike quiser alterar esse zero para um, ou vice-versa, ele será traduzido para a palavra de código alternativa.

A próxima peça do quebra-cabeça exige evitar a interferência de rádio entre o sinal original e o novo fluxo de dados proveniente da HitchHike - ambos os quais são transmitidos ao mesmo tempo e no mesmo canal, se não forem modificados. A HitchHike muda o seu novo sinal para outro canal WiFi. E faz tudo isso quase sem energia.

“A HitchHike abre as portas para a implementação generalizada de comunicação Wi-Fi de baixo consumo usando infra-estrutura WiFi amplamente disponível e, pela primeira vez, capacita verdadeiramente a Internet das Coisas”, diz Zhang.

Fonte: Universidade de Stanford

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