March 1, 2017
University of Washington
Sebuah teknik baru memungkinkan 'bernyanyi' poster dan pakaian 'pintar' untuk mengirim audio atau data langsung ke radio mobil Anda atau smartphone Anda dengan membonceng sinyal radio FM ambient.
Bayangkan Anda sedang menunggu di mobil Anda dan poster untuk konser dari band lokal menangkap mata Anda. Bagaimana jika Anda hanya menyetel mobil Anda ke sebuah stasiun radio dan benar-benar bisa mendengarkan musik yang band? Atau mungkin Anda lihat poster di sisi halte bus. Bagaimana jika itu bisa mengirimkan smartphone Anda link untuk tiket diskon atau memberikan arah ke tempat?
Pergi lebih jauh, bayangkan Anda pergi untuk berlari, dan baju Anda bisa merasakan keringat Anda dan mengirim data pada tanda-tanda vital Anda langsung ke ponsel Anda.
Sebuah teknik baru yang dipelopori oleh University of Washington insinyur membuat ini "pintar" poster dan pakaian kenyataan dengan memungkinkan mereka untuk berkomunikasi langsung dengan radio mobil Anda atau smartphone Anda. Misalnya, bus berhenti billboard bisa mengirim konten digital tentang atraksi lokal. Sebuah tanda jalan bisa menyiarkan nama persimpangan atau melihat bahwa itu aman untuk menyeberang jalan, meningkatkan aksesibilitas bagi penyandang cacat. Selain itu, pakaian dengan sensor terintegrasi bisa memonitor tanda-tanda vital dan mengirimkannya ke telepon.
"Apa yang kami ingin lakukan adalah mengaktifkan kota cerdas dan kain di mana benda sehari-hari di lingkungan luar ruangan - apakah itu poster atau tanda-tanda jalan atau bahkan kemeja yang Anda kenakan - bisa 'berbicara' kepada Anda dengan mengirimkan informasi ke ponsel Anda atau mobil , "kata staf pengajar memimpin dan asisten profesor UW ilmu komputer dan teknik Shyam Gollakota.
"Tantangannya adalah bahwa teknologi radio seperti WiFi, Bluetooth, dan radio FM konvensional akan berlangsung kurang dari setengah hari dengan baterai sel koin ketika transmisi," kata co-penulis dan UW teknik listrik mahasiswa doktoral Vikram Iyer. "Jadi kami mengembangkan cara baru komunikasi di mana kita mengirim informasi dengan merefleksikan sinyal radio ambient FM yang sudah di udara, yang mengkonsumsi mendekati nol kekuasaan."
Tim UW memiliki - untuk pertama kalinya - menunjukkan bagaimana menerapkan teknik yang disebut "hamburan balik" untuk sinyal radio FM di luar ruangan. Sistem baru mengirimkan pesan yang mencerminkan dan encoding audio dan data dalam sinyal-sinyal ini yang di mana-mana di lingkungan perkotaan, tanpa mempengaruhi transmisi radio asli. Hasilnya dipublikasikan dalam makalah yang akan dipresentasikan di Boston pada 14 USENIX Simposium Sistem Jaringan Desain dan Implementasi pada bulan Maret.
Tim ini menunjukkan bahwa "bernyanyi poster" untuk band Cukup Tiga ditempatkan di halte bus bisa mengirimkan potongan musik band, serta iklan untuk band, untuk smartphone pada jarak 12 kaki atau mobil lebih dari 60 kaki jauhnya. Mereka overlay audio dan data di atas sinyal berita ambient dari sebuah stasiun radio NPR lokal.
"Sinyal radio FM di mana-mana. Anda dapat mendengarkan musik atau berita di mobil Anda dan itu adalah cara yang umum bagi kita untuk mendapatkan informasi kami," kata co-penulis dan UW ilmu komputer dan teknik mahasiswa doktoral Anran Wang. "Jadi apa yang kita lakukan pada dasarnya membuat masing-masing benda sehari-hari menjadi sebuah stasiun radio FM mini di hampir nol kekuasaan."
konektivitas rendah daya di mana-mana seperti juga dapat mengaktifkan aplikasi kain pintar seperti pakaian terintegrasi dengan sensor untuk memonitor kiprah dan tanda-tanda vital seorang pelari yang mentransmisikan informasi langsung ke ponsel pengguna. Dalam demonstrasi kedua, para peneliti dari UW Networks & Mobile Sistem Lab digunakan benang konduktif untuk menjahit antena menjadi kapas T-shirt, yang dapat menggunakan sinyal radio ambient untuk mengirimkan data ke smartphone dengan harga hingga 3,2 kilobit per kedua.
Sistem ini bekerja dengan mengambil FM siaran sinyal radio setiap hari dari menara radio perkotaan. The "pintar" poster atau T-shirt menggunakan reflektor rendah daya untuk memanipulasi sinyal dengan cara yang mengkodekan audio yang diinginkan atau data di atas FM siaran untuk mengirim "pesan" ke penerima smartphone pada frekuensi kosong di band radio FM.
"Sistem kami tidak mengganggu frekuensi radio FM yang ada," kata co-penulis Joshua Smith, UW profesor ilmu komputer dan teknik dan teknik listrik. "Kami mengirim pesan kami pada band yang berdekatan bahwa tidak ada yang menggunakan - sehingga kita bisa dukung-dukungan pada saluran berita atau musik favorit Anda tanpa mengganggu transmisi asli."
Tim ini menunjukkan tiga metode yang berbeda untuk mengirimkan sinyal audio dan data menggunakan backscatter FM: satu hanya overlay informasi baru di atas sinyal yang ada, yang lain mengambil keuntungan dari bagian yang tidak terpakai dari siaran FM stereo, dan ketiga menggunakan kerjasama antara dua smartphone untuk decode pesan.
"KARENA Struktur Yang unik Dari radio sinyal FM, mengalikan sinyal asli DENGAN sinyal backscattered Benar-Benar menghasilkan perubahan Frekuensi aditif," kata co-Penulis Vamsi Talla, Seorang Peneliti postdoctoral UW di Ilmu Komputer Dan teknik. "Perubahan Frekuensi Penyanyi can be diterjemahkan sebagai audio yang PADA PENERIMA FM biasa dibangun Ke mobil Dan smartphone."
Dalam Demonstrasi tim, konsumsi Daya Total Sistem backscatter Adalah 11 microwatts, Yang can be DENGAN Mudah dipasok Oleh Baterai sel koin Kecil selama beberapa Tahun, ATAU didukung using sel surya Kecil.