チャーピー、チャーピー、安い、安い:1台10セントで印刷できるIoTラジオ

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モノのインターネット研究で好まれる低電力無線技術の 1 つが「バックスキャッタ通信」です。送信機がモノに信号を送信し、モノが反射波にデータを変調し、それが受信機でデコードされます。

9月13日水曜日に計算機協会のUbiCompで研究成果(PDF)を発表した科学者らによると、このような受動的な通信方式の問題点は、その距離が数百メートルかそれ以上に制限されることだ。

ワシントン大学の研究者らは、わずか9.25マイクロワット(作動時)を消費するThingが、4,800平方フィート米国以外の人にとっては約445平方メートル)の家と1エーカー(0.4ヘクタール)の野菜畑をカバーできることを示した。

研究者らは、ポイントツーポイントホップでは 2.8 km の範囲をカバーできると主張した。

論文が指摘しているように、このようなパフォーマンスを得るための 2 つの大きな課題は次のとおりです。

  • ノイズの多い環境における-135 dBmの弱い信号に適した符号化方式を作成する。
  • 受信機として市販のハードウェアを使用する。

研究者たちは、バックスキャッタ方式のために LoRa 無線規格を修正しました。これが最も優れた感度を提供する無線技術だったからです。

これらすべてを機能させる 2 つのトリックは、「チャープ拡散スペクトル」(CSS) 変調と高調波干渉除去メカニズムです。

CSS 変調方式では、0 は「周波数とともに直線的に増加する連続チャープ」で表され、1 は「時間的に周期的にシフトするチャープ」で表されます。

研究者らによると、高調波干渉の問題は、後方散乱デバイス(スイッチを用いて信号を矩形波として吸収または反射する)が第3高調波と第5高調波を生成するために発生する。彼らは、この設計は「これらのサイドバンド高調波を打ち消し、スペクトル効率を向上させる」と主張している。

ワシントン大学のデバイスは、フレキシブルエレクトロニクス(プリントバッテリーを含む)を使用できるほど小型で、大量生産すれば 1 台あたり約 10 セントになるだろうと期待されており、受信機には SEMTECH の既成品である Sx1276 LoRa モデム チップが使用されている。

ワシントン大学の後方散乱土壌センサー

研究者らは、この後方散乱装置は土壌センサーとしても適していると言う。

彼らは、Jeeva Wireless というスピンアウト会社を通じて来年までにこの技術を商品化したいと考えています。®

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