唤醒小电子器件的新方法

智能手机用户知道得很清楚，一个睡眠装置仍然可以从电池中吸取生命。斯坦福大学的研究人员正在开发一种延长无线设备电池寿命的方法，它是增加一个唤醒接收器，它可以在接到通知的瞬间打开一个关闭装置。

Amin Arbabian，电气工程，对助理教授，和研究生Angad Rekhi展示他们的超声波唤醒接收器和电路板，用于测试其性能。（图片来源：arbabian实验室）

Angad Rekhi在斯坦福大学的arbabian实验室的研究生Amin Arbabian，电气工程助理教授，已经开发出一种唤醒接收器，打开响应传入的超声波信号–信号范围之外的一种装置，人类可以听到。通过工作在一个非常小的波长，并从无线电波切换到超声波，这个接收器远小于类似的唤醒接收器，以响应无线电信号，而在极低的功率和扩展范围内操作。该小组将于2月14日在国际固态电路会议上提出这项工作。

这种唤醒接收器有许多潜在的应用，特别是在设计下一代网络设备，包括所谓的“智能”设备，可以直接相互通信，没有人工干预。

随着科技的进步，人们将它应用到你从未想过的应用程序中。互联网和手机都是两个伟大的例子，”Rekhi说。“我很高兴看到人们将如何使用唤醒接收器来实现下一代的物联网。”

力量的权衡

一旦连接到设备上，唤醒接收器就会监听一个独特的超声波模式，告诉它何时打开设备。它只需要很少的电量来保持这种恒定的监听，因此它仍然可以节省整体能源，同时延长大型设备的电池寿命。设计良好的唤醒接收器还允许设备从很长的距离打开。

Arbabian说，设计这些电子设备所带来的一系列挑战。他说：“在保持和扩展距离的同时，减小尺寸和功耗的唤醒接收器是一项根本的挑战。”。“但这个挑战是值得追求的，因为解决这个问题可以使唤醒接收器在日常环境中工作的可扩展网络。”

为了实现唤醒接收器和降低能量消耗，研究人员利用斯坦福Khuri阿古柏实验室提供高度敏感的超声波换能器，将模拟声音信号输入电。与技术，研究人员设计了一个能与小1纳瓦信号功率检测唤醒签名系统，约1第十亿需要一个老式的圣诞灯灯泡功率。

鉴于人们对网络设备越来越感兴趣，研究人员和行业组织开始定义什么特性和技术将成为标准。不管这种超声唤醒接收器这些标准的设计中，它可能是某种唤醒接收器将被整合到商业应用，很快，Rekhi说。

连接未来

这项工作离开以前的arbabian实验室的创建，一个微小的芯片被称为“蚂蚁大小的收音机”，可以发送和接收信号的无线电波没有电池。蚂蚁大小的无线电具有无线供电的优势，但需要保持与其通信的发射机相对较近。该小组已经发表了一种使用超声波来延长像蚂蚁大小的无线电设备的供电范围，但距离仍然是有限的。

相比之下，超声唤醒接收器需要一个电池，但比无线供电的设备更大的范围，同时仍然保持非常长的寿命，由于极低的功率绘制。这两种技术——无线电源和唤醒接收器——可能有不同的用途，但都暗示着构成物联网设备的一个转折点。

鉴于长期承诺的未来，相互关联的，自治的，广泛的，不显眼的技术让生活更轻松，现在的网络设备，如可视门铃和应用程序启用了灯，似乎是相当微妙的进展，研究人员说。他们相信像他们这样的技术有助于跨越我们所知的物联网和最好的物联网之间的鸿沟。

这项研究是由国防部和空军科研办公室资助的。