新技术将智能手机变成RFID阅读器节省成本并减少浪费

想象一下，您可以打开冰箱，打开手机上的一个应用程序，然后立即知道哪些物品将在几天内过期。这是加州大学圣地亚哥分校的工程师开发的一项新技术可以实现的应用之一。

该技术结合了集成到产品包装中的芯片和手机上的软件更新。手机能够根据芯片从特定频率(在本例中为蓝牙或WiFi)发出的信号识别物体。在工业环境中，配备软件更新的智能手机可用作RFID阅读器。

这项工作利用了反向散射通信的突破，它使用你的智能手机已经生成的信号，并以你的手机可以理解的格式将它们重新定向回去。实际上，这种技术产生WiFi信号的功率比现有技术低1000这些进步使物联网组件与硬件(如WiFi或蓝牙收发器)之间的通信功率非常低，适用于体感传感器等应用或资产追踪器。

这种定制芯片大约只有一粒沙子那么大，制造成本仅为几美分，所需的功率非常小，可以完全由LTE信号供电，这种技术称为RF能量收集。该芯片将蓝牙传输转换为WiFi信号，而后者又可以被具有特定软件更新的智能手机检测到。

该团队于2023年2月20日在旧金山举行的IEEE国际固态电路会议上展示了他们的工作。

目前，最先进的反向散射调制需要两个外部设备：一个用于传输信号，一个用于接收和读取信号。这篇会议论文介绍了第一个可以通过单个移动设备实现无线通信和无电池操作的反向散射集成电路。

“这种方法能够以一种稳健、低成本和可扩展的方式提供电力，并以类似RFID的方式实现通信，同时使用智能手机作为读取和供电信号的设备，”该论文的资深作者之一PatrickMercier说。加州大学圣地亚哥分校电子与计算机工程系的作者和教授。

该技术更广泛的前景是开发不需要电池的设备，因为它们可以从LTE信号中获取能量。加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程系教授、该论文的资深作者之一迪内什·巴拉迪亚(DineshBharadia)说，这反过来会导致设备的价格大大降低，使用寿命更长，长达数十年。

“电子垃圾，尤其是电池，是继气候变化之后地球面临的最大问题之一，”巴拉迪亚说。

这种定制芯片大约只有一粒沙子那么大，制造成本仅为几美分，所需的功率非常小，可以完全由LTE信号供电，这种技术称为RF能量收集。图片来源：DavidBaillot/加州大学圣地亚哥分校

怎么运行的

研究人员通过从LTE智能手机信号中收集能量并将该能量缓冲到储能电容器上来实现这一突破。这反过来会激活检测蓝牙信号的接收器，然后将其修改为反射的WiFi信号。

软件更新只是一个位序列，可以将蓝牙信号转换为更容易转换为WiFi信号的信号。

此外，大多数低功耗无线通信都需要自定义协议，但研究人员开发的设备依赖于常见的通信协议：蓝牙、WiFi和LTE。这是因为智能手机同时配备了蓝牙发射器和WiFi接收器。

该设备的射程为一米——大约一码。添加电池可以将标签的范围扩大到几十米，但也会增加成本。该设备的尺寸为半平方英寸，制造成本仅为几美分。

接下来的步骤包括将该技术集成到其他研究项目中以展示其功能。