Концепция основана на устройствах, мощность которых ограничивается десятками, максимум — сотнями микроватт. Это на порядки меньше того, что требуется для упомянутой лампочки накаливания, но именно столько можно гарантированно получить практически везде с помощью пассивной схемы, настроенной на мегагерцевый диапазон. Такой мощности не хватит для генерирования нового радиосигнала, но её вполне достаточно для модуляции и избирательного отражения имеющихся.
Доступная мощность при беспроводном получении энергии от радиопередатчика мегаваттного класса в Сиэтле. Пунктирной линией обозначено расстояние в 10,4 км (изображение: Aaron N. Parks et al.).
Исследователи из штата Вашингтонского университета в Сиэтле решили не ограничиваться расчётами, а создать действующий прототип устройства. Основных требований было два — отсутствие собственного источника питания и способность передавать данные по беспроводному каналу. Звучит похоже на технологию RFID, но это только на первый взгляд. У нового принципа связи есть ряд важных преимуществ.
В отличие от RFID, метод не требует наличия генератора сигнала и точной настройки на узкий радиодиапазон. Если RFID-метки полностью пассивные, то считыватели — активные компоненты системы. Они потребляют около одного ватта и имеют довольно скромный радиус действия, поэтому малопригодны для использования на больших и открытых пространствах.
Кроме того, связь по методу обратного рассеивания обладает максимальной электромагнитной совместимостью, поскольку такие устройства сами не излучают новых радиоволн: они лишь избирательно переотражают имеющиеся. В ходе тестов зарегистрировать помехи удалось лишь в том случае, когда антенна прототипа находилась непосредственно вблизи антенны телевизора. Во всех остальных случаях переотражённый сигнал отфильтровывался телеприёмником как слабая помеха.
Созданный университетской группой прототип состоял из четырёхслойной платы размером с кредитку и дипольной антенны длиной 258 мм. Параметры антенны рассчитывались с учётом выбранной частоты и подбирались в серии экспериментов. На печатной плате были размещены следующие модули: коллектор энергии, приёмник, передатчик и блок сенсорных кнопок. Кроме того, для визуальной индикации работы и в качестве потенциального оптического канала связи на плате был размещён маломощный светодиод.
Беспроводная передача данных между двумя устройствами без источников питания (фото: Washington.edu).
Приёмник, передатчик и коллектор подключены к одной антенне и работают попеременно. Преобразованная энергия радиоволн (в данном случае — от телебашни) используется для питания всех компонентов.
Схема была оптимизирована для работы в дециметровом диапазоне частот (515–565 МГц). В выбранной полосе шириной 50 МГц местные телевещательные компании одновременно транслировали восемь каналов. Для работы прототипа устройства хватило бы и одного, однако с учётом разной продолжительности вещания и технических перерывов был сделан запас для обеспечения круглосуточного функционирования.
Схема устройства (изображение: Washington.edu).
Эффективная излучаемая мощность телевышки была оценена в один мегаватт, поэтому созданные прототипы функционировали даже на удалении более десяти километров.
В приёмнике использовались только аналоговые компоненты, а его потребляемая мощность была в пределах 0,25–0,54 мкВт.
Передача осуществлялась пакетами длиной по 96 бит, из которых 64 бита составляла преамбула (поле для синхронизации). Применяемый компаратор TS881 и микроконтроллер MSP430 также отличались сверхнизким потреблением. Они выполняли декодирование пакетов данных и проверку их целостности по контрольной сумме.
Для созданного прототипа энергопотребление компонентов в процентах от общего выглядит следующим образом: микроконтроллер — 64%; светодиод и сенсорные кнопки — 26%; схема управления питанием — 8%. На модулятор и демодулятор пришлось всего по одному проценту, что демонстрирует исключительную энергоэффективность предложенной технологии.
Два таких устройства устанавливали надёжную связь друг с другом на расстоянии около полуметра. На открытом пространстве оно было немного больше, внутри помещений — предсказуемо уменьшалось.
Конечно, полметра — это довольно мало, но уже пригодно для практического применения. Например, исследователи успешно имитировали бесконтактный перевод денег с одной банковской карты на другую без использования терминала. В другом эксперименте десяток таких устройств выполняли схожие с RFID функции и помогали мерчандайзеру определять товар, лежащий не на своих полках. На следующей иллюстрации показано уведомление о забытых ключах на экране смартфона — тоже чрезвычайно полезная функция.
Уведомление о забытых ключах (фото: University of Washington).
В серийно выпускаемых устройствах потери энергии будут меньше. Соответственно, мощность передатчика, чувствительность приёмника и радиус действия увеличатся. По приведённым в статье расчётам, при существующих CMOS-технологиях вся электроника уместится на площади в квадратный миллиметр. Габариты будут лимитированы исключительно антенной. Однако с учётом примитивности конфигурации её без особых проблем можно разместить где угодно — хоть вшить в одежду.
Среди перспективных сфер применения в первую очередь выделяют всевозможные датчики мониторинга состояния окружающей и производственной среды, связь между компонентами носимой электроники и экстренные варианты оповещения. Как минимум многие выносные датчики уже сегодня вполне могут обойтись без проводов и батареек.
К оглавлению
Почему социальная сеть Google+ лучше, чем Facebook: восемь очевидных преимуществ
Олег Нечай
Опубликовано 15 августа 2013
Google+ — самая молодая из крупных социальных сетей такого рода: она была запущена в июне 2011 года и открылась для всеобщего пользования в конце сентября. Тем не менее к январю 2013-го она стала второй по числу пользователей соцсетью в мире, уступающей лишь Facebook и опережающей Twitter. К июню 2013 года число активных клиентов Google+ достигло 500 миллионов человек — в два с половиной раза больше, чем у Twitter.
Это, конечно, несоизмеримо мало по сравнению с миллиардной аудиторией Facebook, но впечатляет сам факт, что за полтора с небольшим года существования Google+ удалось добиться такого успеха. Чем же его объяснить? Конечно, в первую очередь тесной интеграцией с другими сервисами Google и удобным доступом к аккаунту как с персональных компьютеров, так и с мобильных устройств под управлением Android. Но у Google+ есть и другие достоинства: в чём-то она даже лучше популярнейшей Facebook. Об этих её преимуществах мы и поговорим.
1. Посылаем сообщения кому угодноВ отличие от Facebook, в Google+ нет какой-то специально выделенной функции отправки и получения сообщений, но это вовсе не означает, что такого рода общение в нём невозможно. Чтобы отправить сообщение и начать личную переписку, нужно создать обычный пост, удалить все круги из графы «Для кого» и ввести «+» с именем адресата. Нажмите кнопку «Поделиться», и Google+ отправит этому пользователю уведомление, что вы оставили ему сообщение, в результате чего можно начать личный разговор, который не видят другие клиенты сети. В графу «Для кого» можно ввести несколько адресатов, чтобы в беседу могли включиться сразу несколько человек.
Для отправки личных сообщений, которые точно получит адресат в Facebook, вы должны быть в составе его друзей, иначе система поместит такое сообщение в папку «Другое», ориентированную на спам. В Twitter вам также придётся зафолловить адресата, прежде чем послать ему сообщение.
2. «Секретные» клавиатурные сочетанияЕсли вы выходите в Google+ с настольного компьютера, ноутбука или любого другого устройства с аппаратной клавиатурой, то вам пригодятся упрощающие управление сочетания клавиш. Помимо стандартных браузерных «пробела» для перемотки страницы вниз и «Shift+пробела» для перемотки вверх, в Google+ есть и свои сочетания. В частности, с каждым нажатием кнопки «J» (в латинской раскладке) вы будете переходить на один пост ниже, с каждым нажатием «K» — на один выше.
Кроме того, в Google+ можно выделять слова клавиатурными средствами, применяемыми обычно в текстовых редакторах. К примеру, слово, отмеченное звёздочками «*», отобразится жирным шрифтом, слово, выделенное нижними подчёркиваниями «_», будет набрано курсивом, слово, выделенное дефисами «-», окажется перечёркнуто.
