|
该团队使用其无电池手机进行Skype通话试验，该试验表明由商用和现成的组件制成的原型手机可以接收和发送语音信号并与基站进行通信。 根据研究论文，研究人员已经建立了他们认为是第一个功能完善的手机，几乎需要零功耗。为了通过从环境中获取能量来实现手机运行所需的可忽略的功耗，他们必须从根本上重新思考这些设备的设计方式。
图2、无电池手机摒弃了传统的信号处理方式 UW（华盛顿大学）的计算机科学家和电气工程师团队消除了在大多数现代蜂窝传输过程中的一个耗电巨大的步骤 - 将模拟信号转换成电话可以理解的数字信号。这个过程消耗了太多的能量，因此设计一个可以依靠环境电源的这种处理方式的手机是不可能的。相反，无电池手机利用了当人们正在谈话或者听电话时发生手机的麦克风或者扬声器所产生的微小振动。 连接到这些组件的天线将该振动转换成由蜂窝基站发射的标准模拟无线电信号的变化。该过程本质上是对反射无线电信号中的语音模式以几乎不使用功率的方式进行编码。为了传输语音，手机使用来自设备麦克风的振动来对反射信号中的语音模式进行编码。为了接收语音，它将编码的无线电信号转换成由手机扬声器拾取的声音振动。在原型设备中，用户通过按下按钮的方式在“发送”和“收听”这两个模式之间进行切换。 在印刷电路板上使用现成的旗舰组件，该研究团队表明该原型可以执行基本的电话功能 - 传输语音和数据，并通过按钮来接收用户的输入。使用Skype时，研究人员可以使用这个无电池的手机接收来电，拨出电话并保持通话。 该团队设计了一个定制基站来发射和接收无线电信号。但是，该技术可以被认为可以集成到现在通常用于拨打电话的标准蜂窝网络基础设施或Wi-Fi路由器中。 这个无电池手机依旧需要少量的能量来执行一些操作。该原型的功率预算为3.5微瓦。研究人员展示了如何从两个不同来源来收获这种少量的能量。无电池的手机原型可以在从距离为31英尺的基站传输的无线电信号环境中收集到的功率来操作。
图3、无电池手机原型 使 用小型太阳能电池收集的功率 - 大约一粒米大小的太阳能电池 - 该设备能够与50英尺远的基站进行通信。依靠环境能源的许多其他无电池技术，如间歇性操作的温度传感器或者加速度计可以节省电力，它们通常工作一会儿然后“睡觉”一两分钟，同时他们能够收获足够的能量来执行下一个任务。相比之下，只要是在持续通话电话就要求设备连续运行，因此对能量的消耗更大。 接下来，研究团队计划着重于改善无电池手机的操作范围和加密通话，使其更安全。该团队还致力于通过无电池手机传输流媒体视频，并使用低功耗电子墨水（E-ink）屏幕来为手机添加视觉显示功能。 |
