物聯網傳感器必須有兩個無線電以提高效率

為了使物聯網無處不在，許多人認為必須消除傳感器和無線電的供電效率低下的問題。電池的化學性能還不夠好，而且更換電池的費用高。在很多情況下，太陽能電池充電并不是解決方案，因為這種通常固定的技術并不特别适合移動網絡，或者臨時網絡。

是以，人們開始努力尋找更好的化學物質來延長電池壽命，或者尋找更高效的晶片和電子器件。一種思路是，隻有在網絡無線電需要傳輸突發資料時才喚醒它們。

“現在的問題是，這些現有的裝置并不确切知道何時與網絡同步，是以它們會周期性地醒來，甚至在沒有什麼可通信的情況下也會這樣做，”加州大學聖地亞哥分校電氣和計算機工程教授帕特裡克·梅西爾在媒體釋出會上解釋道。“通過增加喚醒接收器，我們可以将小型物聯網裝置的電池壽命從幾個月提高到幾年，”他說。

喚醒（Wake-up）

學校說，使喚醒接收器有用的關鍵是在非常高的頻率下實作它們。原因是：一切都變小了。該校解釋說：“它使研究人員能夠将包括天線，變壓器和其他片外元件在内的所有元件縮小為一個更小的封裝。” 學校的解決方案是X頻段的9 GHz。

該裝置使用特定的無線電信号（稱為wake-up signature）來工作，該信号針對IoT傳感器的專用喚醒接收器晶片。該無線電可以比資料無線電晶片以更少的能量消耗工作，因為它的唯一目的是監聽喚醒簽名。加州大學聖地亞哥分校的裝置僅消耗22.3納瓦。學校聲稱，這大約是LED小夜燈使用的功率的一半。然後，另一個耗能更大的無線電，将由喚醒無線電根據需要打開，執行更繁重的任務，比如實際發送資料。

斯坦福大學也一直在研究物聯網喚醒解決方案。它的納米級超音波裝置類似狗叫聲的頻率。這所學校也在研究這樣一個前提：使用更高頻率意味着人們可以設計更小的電子封裝。該大學随後在其網站上宣稱，該公司的晶片耗電量“相當于點亮一個老式聖誕燈泡所需電量的十億分之一” 。

重要的是，這兩所大學的解決方案都允許真正耗費電力的資料廣播在不使用時關閉，而不是像現在普遍的那樣隻是處于休眠或睡眠狀态。

高靈敏度

加州大學聖地亞哥分校認為，它的X Band裝置有兩大優勢。它解釋說，它的設計在不同的環境溫度下表現良好：它聲稱可用性從14華氏度到104華氏度。這一溫度範圍意味着喚醒可以用于室外，例如在海上垂直環境中。

該大學還說，它的靈敏度是有史以來在-69.5 dBm的研究中發表的最好的。不過，延遲是一種折衷，因為有540ms的延遲。但對于很多物聯網應用來說，這可能不是問題，比如短突發、周期性資料發送，例如用于環境感覺。

這些數字在無線通信領域令人印象深刻。 在一個小型，高度靈敏的系統中，功耗如此之低，同時仍保持了溫度穩定性，” Mercier說。 “這将啟用各種新的物聯網應用。”

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