Camcorder HD nirkabel ASIC. Foto: Universitas WashingtonHamburan balik adalah fenomena fisik di mana gelombang, partikel, atau sinyal tercermin dalam arah yang berlawanan, yaitu menuju sumber. Secara tradisional digunakan dalam astronomi, fotografi, dan USG. Tetapi ternyata fenomena ini dapat digunakan untuk elektronik, sensor dan pemancar radio.
Laboratorium sistem sensor Universitas Washington
telah mengembangkan
modul video HD yang mentransmisikan streaming video 720p dan 1080p ke 60 FPS dengan konsumsi daya masing-masing 321 dan 806 μW. Ini
1.000-1.000.000 kali lebih sedikit dari kamera nirkabel yang ada. Dengan kata lain, modul akan memiliki energi yang cukup diekstraksi dari lingkungan (WiFi, cahaya, getaran, perbedaan suhu, radiasi gelombang mikro, dll.).
Ini dicapai dengan menghilangkan elektronik "yang tidak perlu" dari perangkat, termasuk ADC dan video encoder. Sinyal dari sensor ditransmisikan dalam bentuk analog melalui modulator lebar-pulsa dengan hamburan balik.
Bayangkan kita memiliki kamera video nirkabel, misalnya, kamera video pengintai, kacamata pintar atau gadget lain dari internet. Singkatnya, camcorder nirkabel berfungsi sebagai berikut:
- foton tiba di fotodioda matriks fotosensitif, yang mengubah cahaya menjadi muatan listrik;
- low noise amplifier (LNA) menguatkan sinyal;
- modul kontrol gain otomatis (AGC) memeriksa bahwa sinyal yang dihasilkan tidak melampaui kisaran yang diproses oleh konverter analog-ke-digital (ADC atau ADC);
- ADC melakukan diskritisasi dan mengubah lonjakan tegangan analog menjadi bentuk digital;
- encoder video memampatkan sinyal video digital;
- pemancar radio mengirimkan sinyal video digital ke pangkalan.
Bagian terbesar dari konsumsi energi dalam gadget semacam itu tidak jatuh pada sensor fotosensitif, tetapi pada bagian elektronik lainnya. Telah terbukti bahwa sensor 128 × 128 itu sendiri
dapat beroperasi hanya dengan 1,2 mikrowatt .
Jadi, insinyur dari laboratorium sistem sensor untuk mengurangi konsumsi daya
membawa ADC bersama dengan komponen elektronik lainnya di luar modul .
Diagram kamera video konvensional dengan pemancar sinyal digital
Diagram kamera video dengan pemancar sinyal analog melalui hamburan balik, di mana sisa elektronik berada di luar modulSeperti yang Anda lihat, penguat rendah kebisingan (LNA), modul pengaturan otomatis (AGC), konverter analog-ke-digital (ADC), dan encoder video ditransfer dari bagian seluler ke sisi penerima. Alih-alih pemancar radio konvensional, modulator lebar pulsa (PWM) dengan backscatter digunakan.
Rangkaian Modulator Lebar Pulsa BackscatterMenariknya, PWM juga
memampatkan sinyal analog dalam bingkai referensi. Idenya adalah bahwa nilai piksel tetangga sedikit berbeda satu sama lain. Oleh karena itu, alih-alih pemindaian baris-demi-baris yang biasa dari matriks, pemindaian zigzag diimplementasikan di sini, ketika bahkan garis dipindai dari kiri ke kanan, dan garis ganjil dipindai dari kanan ke kiri. Eksperimen menunjukkan bahwa ini mengurangi pita transmisi radio.
Tabel ini menunjukkan bandwidth untuk transmisi video dengan sinyal puncak ke rasio noise di sisi penerima lebih dari 30 dB (hasil rata-rata dan terburuk ditunjukkan menurut hasil ratusan percobaan untuk setiap skenario).
Kualitas transmisi, yaitu, indikator
Number of Bits (ENOB) yang
Efektif , tergantung pada jarak antara camcorder dan penerima sinyal. Diagram menunjukkan hasil percobaan laboratorium pada jarak 4 hingga 16 kaki (1,22 hingga 4,88 m). Sebagai contoh, perbandingan kualitas bingkai pada kerugian yang berbeda (ENOB dari 3 hingga 7 bit) juga diberikan.
Di laboratorium sistem sensor, mereka telah bereksperimen untuk waktu yang lama, menggunakan hamburan balik di berbagai sirkuit mikro. Sebelumnya, mereka mengembangkan platform open source
WISP (Wireless Identification and Sensing Platform) . Ini adalah sensor RFID EPC Kelas 1 Generasi 2 pada platform sumber terbuka dengan pengontrol 16-bit yang dapat diprogram yang kompatibel dengan berbagai sensor. Ini mentransmisikan data melalui pemindai RFID frekuensi tinggi UHF RFID dan menerima energi darinya, yaitu, ia tidak memerlukan baterai sama sekali. Tidak seperti RFID konvensional, pada platform WISP, tag RFID diprogram untuk menjalankan program komputer sewenang-wenang.
Platform WISPPerangkat miniatur hampir tidak mengkonsumsi energi, sehingga ideal untuk bekerja dalam sistem pemantauan, kamera pengintai video, gadget yang dapat dipakai, dll. Secara umum, penggunaan hamburan balik dalam elektronik dapat mengarah pada kenyataan bahwa di masa depan banyak perangkat seluler akan menghilangkan baterai. Informasi lebih lanjut tentang "WiFi pasif" dapat ditemukan dalam artikel ilmiah yang sebelumnya diterbitkan oleh para spesialis di University of Washington:
Keamanan IoT Dimulai dengan PKIGlobalSign bekerja dengan pengembang, mitra, produsen perangkat, dan komunitas industri untuk dengan cepat menyebarkan sistem identitas dan keamanan di ekosistem Internet of Things dengan investasi modal minimal dan waktu untuk memasarkan.
Hubungi kami di info-ru@globalsign.com untuk mengetahui bagaimana kami dapat membantu Anda.