神說要有網(wǎng)，要有物聯(lián)網(wǎng)，要萬物互聯(lián)，讓附在各種物體上的傳感器都能把數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上。但神也遇上了技術(shù)問題：現(xiàn)在WiFi、藍(lán)牙、ZigBee等主流的無線聯(lián)網(wǎng)方式，它們的功耗都太高了。使用這些技術(shù)的設(shè)備，還是得有電池供電才能跑，要用在真正的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，其體型、成本和維護(hù)上都有壓力。

　　收/發(fā)端不對(duì)稱的功耗需求

　　而所謂的無線電通訊，需要雙邊具備信息發(fā)出和接受能力，即必定包含發(fā)射和接受兩個(gè)部分。接受部分的芯片得益于半導(dǎo)體工藝制程的進(jìn)步，它們的功耗已經(jīng)可以降得很低了。

　　但發(fā)射部分卻一直居高不下，因?yàn)榘l(fā)射信號(hào)需要的能量就是那么多(信號(hào)太弱，別人就收不到了)——正常的wifi路由發(fā)出射頻的功耗在0.1W左右。而手機(jī)發(fā)WiFi時(shí)，為了電池和發(fā)熱的考量，會(huì)控制在25mW左右(終于知道為什么手機(jī)熱點(diǎn)信號(hào)那么弱，而且還會(huì)讓手機(jī)還那么熱的原因了吧)。

　　因禍得福，“無源”射頻芯片

　　信號(hào)發(fā)射端的功耗居高不下，這個(gè)“禍”反過來想其實(shí)也是個(gè)可以好好利用的條件：我們平時(shí)的wifi、藍(lán)牙甚至可見光都是頻率不同的無線電波，有規(guī)律的無線電信號(hào)可以傳輸信息，讓它它們本身也是能量，被吸收之后也是能轉(zhuǎn)化為電能的(就像太陽能板曬太陽)。

　　這也為下面會(huì)說到的被動(dòng)傳輸技術(shù)(“無源”供電)立下了物理基礎(chǔ)——只要信號(hào)發(fā)射芯片能耗足夠低，從信號(hào)無線電上吸收的能量，就有可以讓芯片即便沒有電池也能再發(fā)一個(gè)信號(hào)出去。
 

　　事實(shí)上我們?cè)缇陀蓄愃频募夹g(shù)了——Backscatter Communication(背向散射通訊)，不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f就是被動(dòng)通訊技術(shù)，當(dāng)中的RFID射頻技術(shù)早就被融入到公交卡、飯卡之中。

　　而最近Apple Pay、三星智付等功能用的NFC就是跑在13.56MHz，傳輸距離小于10cm的版本RFID射頻技術(shù)，只要發(fā)射器提供的信號(hào)強(qiáng)度夠，沒有自帶電源的芯片也能發(fā)出信號(hào)進(jìn)行通訊。

　　太陽能手電筒的“囧境”

《國產(chǎn)凌凌漆》中，太陽能手電筒劇照

　　被動(dòng)射頻設(shè)備雖然功耗低，但它們發(fā)出來的信號(hào)，其傳輸距離、速度和頻段，都很馬洛斯需求中最底層的WiFi相去甚遠(yuǎn)。此外，它們只能吸收特定頻段的無線電，空氣中大量的可見光(對(duì)應(yīng)的是太陽能板)、廣電電視信號(hào)、無線電信號(hào)和WiFi信號(hào)就被“浪費(fèi)”了。

　　之前也有研究，嘗試讓被動(dòng)通訊設(shè)備吸收廣電電視和WiFi信號(hào)以供電，但成績(jī)比較憂傷，傳輸速度只有1Kbps(折合0.125KB/s，額，和斷網(wǎng)了沒什么分別…)，傳輸距離還好，還能有0.6米左右，然而貌似并沒有什么卵用。

　　另外，當(dāng)年純粹是把WiFi信號(hào)轉(zhuǎn)化為電力，然后又用了另外一種不同頻率的無線信號(hào)發(fā)射出去(環(huán)境中的WiFi變成了另外一種頻率的無線電……)，而且手機(jī)等常用設(shè)備還沒辦法接收。情形頗有“太陽能手電筒”的意味，吸收了強(qiáng)烈溫暖的陽光，但轉(zhuǎn)化出來的只是手電筒的光。

　　突破要來了?

上圖最下面名為 WiLab_0000 的就是被動(dòng)式Wi-Fi的信號(hào)

　　2月24日，美國華盛頓大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家和工程師宣布，他們的被動(dòng)式Wi-Fi(Passive Wi-Fi)系統(tǒng)功耗已經(jīng)降低至傳統(tǒng)WiFi的萬分之一，而且這次它們吸收無線電能量后，發(fā)出來的，還是血統(tǒng)純正的WiFi信號(hào)!!!!!!

被動(dòng)式Wi-Fi設(shè)備的真容

　　該系統(tǒng)可以發(fā)出802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WiFi信號(hào)，手機(jī)平板電腦等設(shè)備可以直接識(shí)別，其極限速度高達(dá)11Mbps(1375KB/S)，傳輸距離達(dá)到30米。在1Mbps速率下的耗電為14.5μW、11Mbps下為59.2μW(0.0000592瓦)。

　　這功耗太逆天，只有傳統(tǒng)WiFi的萬分之一，甚至比藍(lán)牙和ZigBee(智能家居中最被看好的低功耗傳輸技術(shù))還要省電上千倍，工程師和機(jī)佬們簡(jiǎn)直感動(dòng)跪了。

　　他們通過一家名為Jeeva Wireless的公司嘗試讓這項(xiàng)技術(shù)商用，產(chǎn)品預(yù)計(jì)將在2到3年內(nèi)面市。另外，華盛頓大學(xué)在上一年在搞用WiFi信號(hào)給手機(jī)充電技術(shù)的技術(shù)。雖然和太陽能用的可見光都是無線電波，而且不如太陽能板的技術(shù)成熟，但起碼沒光線也能用……

　　不過以前也聽到過通過環(huán)境中的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電能，然后推動(dòng)藍(lán)牙芯片工作的設(shè)備，但最后空歡喜一場(chǎng)，失敗了。所以得等真機(jī)跑出實(shí)驗(yàn)室之后才能真正的確認(rèn)