2024-11-14 15:01:49

可以使阳光偏振的智能窗户可以提供Wi-Fi的低能耗替代方案

导读 透过窗户的阳光可以直接用于无线数据传输到电子设备。KAUST研究人员设计了一种智能玻璃系统,可以调制穿过它的阳光,将数据编码成光线,房...

透过窗户的阳光可以直接用于无线数据传输到电子设备。KAUST研究人员设计了一种智能玻璃系统,可以调制穿过它的阳光,将数据编码成光线,房间内的设备可以检测和解码。与传统的Wi-Fi或蜂窝数据传输相比,使用阳光发送数据将提供更环保的通信模式。

BasemShihada一有机会使用阳光,就一直在探索将数据编码成人造光源。“我只是希望用手机摄像头记录编码光流的视频,然后尝试解码视频以检索数据;那时我想,为什么不对阳光做同样的事情呢?”志哈达回忆道。“这会容易得多,也可以通过手机摄像头完成。所以我们开始探索将阳光作为信息载体,”他说。

该团队现在设计了一个由两部分组成的阳光通信系统。“有一个可以嵌入玻璃表面和室内接收器的光调制器,”Shihada实验室的研究科学家OsamaAmin说。

“调制器是我们提出的称为双单元液晶快门(DLS)的智能玻璃元件阵列,”他说。液晶快门阵列就像一个过滤器,在光线通过时将信号编码成光,只需1瓦的功率即可运行,可以使用小型太阳能电池板供电。

Shihada团队的学生SaharAmmar解释说,在以前的光无线通信系统设计中,数据通常是通过改变光强度来编码的。“但如果这些强度变化的频率太低,人眼会检测到它并导致不舒服的闪烁效果,”她说。

因此,DLS被设计为操纵一种称为偏振的光特性。“光偏振的变化是肉眼无法察觉的,从而消除了闪烁问题,”Ammar说。“通信系统通过改变调制器侧入射阳光的偏振来工作。接收器可以检测到这种变化来解码传输的数据。”

根据团队的计算,提议的设置可以以每秒16千比特的速率传输数据。“我们现在正在订购测试台原型实施所需的硬件,”Shihada说。“我们希望将数据速率从千比特提高到每秒兆比特和千兆比特,”他补充道。