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、成本和維護上都有壓力。

　　收/發(fā)端不對稱的功耗需求

　　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)射和接受兩個部分。接受部分的芯片得益于半導(dǎo)體工藝制程的進步，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，因為發(fā)射信號需要的能量就是那么多(信號太弱，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。而手機發(fā)WiFi時，為了電池和發(fā)熱的考量，會控制在25mW左右(終于知道為什么手機熱點信號那么弱，而且還會讓手機還那么熱的原因了吧)。

　　因禍得福，“無源”射頻芯片

　　信號發(fā)射端的功耗居高不下，這個“禍”反過來想其實也是個可以好好利用的條件：我們平時的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)。

　　這也為下面會說到的被動傳輸技術(shù)(“無源”供電)立下了物理基礎(chǔ)——只要信號發(fā)射芯片能耗足夠低，從信號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)一個信號出去。
 

　　事實上我們早就有類似的技術(shù)了——Backscatter Communication(背向散射通訊)，不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f就是被動通訊技術(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)射器提供的信號強度夠，沒有自帶電源的芯片也能發(fā)出信號進行通訊。

　　太陽能手電筒的“囧境”

《國產(chǎn)凌凌漆》中，太陽能手電筒劇照

　　被動射頻設(shè)備雖然功耗低，但它們發(fā)出來的信號，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(對應(yīng)的是太陽能板)、廣電電視信號、無線電信號和WiFi信號就被“浪費”了。

　　之前也有研究，嘗試讓被動通訊設(shè)備吸收廣電電視和WiFi信號以供電，但成績比較憂傷，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信號轉(zhuǎn)化為電力，然后又用了另外一種不同頻率的無線信號發(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 的就是被動式Wi-Fi的信號

　　2月24日，美國華盛頓大學(xué)的計算機科學(xué)家和工程師宣布，他們的被動式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!!!!!!

被動式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，手機平板電腦等設(shè)備可以直接識別，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，工程師和機佬們簡直感動跪了。

　　他們通過一家名為Jeeva Wireless的公司嘗試讓這項技術(shù)商用，產(chǎn)品預(yù)計將在2到3年內(nèi)面市。另外，華盛頓大學(xué)在上一年在搞用WiFi信號給手機充電技術(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)境中的信號轉(zhuǎn)化為電能，然后推動藍(lán)牙芯片工作的設(shè)備，但最后空歡喜一場，失敗了。所以得等真機跑出實驗室之后才能真正的確認(rèn)