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設(shè)備與工具
遠(yuǎn)程傳感器在收集數(shù)據(jù)方面發(fā)揮著重要的作用，但當(dāng)這些設(shè)備分散在廣闊而孤立的地區(qū)時(shí)，給它們充電可能會(huì)很麻煩?，F(xiàn)在有一種新的充電系統(tǒng)被設(shè)計(jì)出來(lái)，它使用無(wú)人機(jī)(UAVs)在飛行過(guò)程中利用無(wú)線電波來(lái)傳輸電能，從而簡(jiǎn)化充電過(guò)程。傳感器上的專門天線收集信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成電能。該設(shè)計(jì)在3月23日發(fā)表在IEEE《傳感器通訊》上的一項(xiàng)研究中進(jìn)行了描述。
貝魯特美國(guó)大學(xué)的約瑟夫·科斯坦丁和他的同事們，與意大利電子、計(jì)算機(jī)和電信工程研究所的研究人員合作，正在探索利用無(wú)線電波(與傳輸Wi-Fi相同的能量形式)對(duì)傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)程充電的方法。然而，一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是，無(wú)線電波的來(lái)源必須相當(dāng)接近傳感器，以便為它充分充電。
這促使研究人員考慮使用無(wú)人機(jī)，這種無(wú)人機(jī)可以飛過(guò)每個(gè)傳感器。Costantine解釋說(shuō):“此外，無(wú)人機(jī)可以遵循優(yōu)化的軌跡，最大限度地將能量傳遞到傳感器上?！彼f(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了這個(gè)系統(tǒng)來(lái)控制和給用于農(nóng)業(yè)的傳感器充電，但它可以擴(kuò)展到傳感器部署在難以到達(dá)地區(qū)的任何情況。
在該方法中，無(wú)人機(jī)將無(wú)線電頻率傳輸?shù)矫總€(gè)傳感器，每個(gè)傳感器有一個(gè)天線用于探測(cè)信號(hào)。然后信號(hào)被傳送到整流器，整流器將信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流。這種能量可以用來(lái)給傳感器充電和/或激活它。
更重要的是，無(wú)人機(jī)可以瞄準(zhǔn)特定的傳感器?！盁o(wú)人機(jī)發(fā)送的調(diào)制信號(hào)(編碼)可以選擇性地觸發(fā)特定傳感器從休眠模式到激活模式的一個(gè)地址。該系統(tǒng)完全依賴于無(wú)源組件來(lái)實(shí)現(xiàn)充電，并使用超低功率來(lái)觸發(fā)傳感器的喚醒協(xié)議，”Costantine說(shuō)。
在測(cè)試中，UAV可以在27.5米的距離以-40 dBm的接收功率激活傳感器。充電需要更近的距離，1.2米和-18.2 dBm。
現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)正致力于開(kāi)發(fā)一種與負(fù)載無(wú)關(guān)的rectenna(天線和整流器)，它可以在大范圍的負(fù)載和頻率下保持高效率。Costantine說(shuō):“這樣的系統(tǒng)可以連接(或插入)任何傳感器，以支持充電或喚醒。”“此外，我們還致力于進(jìn)一步優(yōu)化從Wi-Fi信號(hào)中獲取的射頻能量，克服其間歇性，增加特定區(qū)域的傳感器數(shù)量?！?/p>
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