開著燈,手機(jī)便能有電能打電話和上網(wǎng),這聽起來(lái)很酷炫,但這項(xiàng)超前的技術(shù)一直都在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境當(dāng)中發(fā)生。對(duì)于普通人來(lái)說(shuō),這個(gè)項(xiàng)目還有多久走出實(shí)驗(yàn)室?會(huì)讓我們的生活產(chǎn)生怎樣的變化?
微軟亞洲研究院的沈國(guó)斌博士就在做“可見光通訊”。他最早做室內(nèi)定位的研究,2012年的時(shí)候開始研究可見光通訊,就是室內(nèi)的光源怎樣確定人的位置。去年,他所帶的團(tuán)隊(duì)獲得了全球的室內(nèi)定位比賽IPSN的第二名。
光究竟是怎樣傳輸信息的?
早在2004年,IEEE雜志上就有論文解釋通過(guò)發(fā)光二極管(也就是LED燈管)提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的方法,具體的原理是這樣的:
LED燈本來(lái)就是一個(gè)半導(dǎo)體芯片,跟傳統(tǒng)的燈絲是不一樣的是,芯片可以特別快地開關(guān),例如使用交流電的燈是60赫茲,人類眼球無(wú)法識(shí)別燈光閃動(dòng)。在一開一關(guān)的時(shí)候,光就有方波了,經(jīng)過(guò)調(diào)制就可以傳信息了,跟我們平常使用的電話的無(wú)線電通訊無(wú)異。
目前全球的多所大學(xué)都有相關(guān)的研究項(xiàng)目,他們大多數(shù)都在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在2012年,通訊業(yè)雜志IEEE上就曾經(jīng)發(fā)表一篇讓可見光傳輸速率達(dá)到96Mbps的論文。
到2013年年底,上海復(fù)旦大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)可以讓光一盞功率為1W的LED燈珠,提供燈光下的4臺(tái)電腦上網(wǎng),最高速率可達(dá)3.25Gbps,平均上網(wǎng)速率達(dá)到150Mbps。
微軟亞研早前也在做這方面的研究。和實(shí)驗(yàn)室將把光到設(shè)備的傳輸速率拉峰值極限的嘗試不太一樣,想要研究這種技術(shù)在普通電子設(shè)備上的可能性,于是他的團(tuán)隊(duì)就在淘寶買了便宜的LCD面板,幾塊錢的太陽(yáng)能電池板、電路板和可以進(jìn)行試驗(yàn)。
目前,沈國(guó)斌的團(tuán)隊(duì)研究了如何用逆向反射器(Retro-Reflector),其實(shí)就是一種反光鏡,將光線原路反射回到LED燈上,形成了LED和電子設(shè)備間相互通訊。
他們已經(jīng)能做到,在燈光1兆的開關(guān)頻率之下,從燈光到設(shè)備的下行速度達(dá)到10kb/s,而從設(shè)備反光的上行速度達(dá)到0.5kb/s。
在微軟的亞洲研發(fā)中心,我們看到了這個(gè)用價(jià)格低廉的組件做成的試驗(yàn)品:不需要充電線,也沒(méi)有Wi-Fi信號(hào),只有一塊裝有LCD屏幕、反射鏡和太陽(yáng)能板的類似手機(jī)大小的設(shè)備。點(diǎn)亮LED燈泡的手電筒直射,設(shè)備便亮起來(lái),并且開始傳輸數(shù)據(jù)。LED燈變成了一個(gè)普通設(shè)備的能量源和信息源。
智能交通路牌、無(wú)需充電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備
試試想象這樣的場(chǎng)景——車燈照到了路邊的路牌,路牌馬上可以給車輛導(dǎo)航儀傳輸附近的路況,告訴你到達(dá)目的地最通暢的道路;早上起來(lái)一開燈,空氣檢測(cè)儀就能會(huì)告訴你室外的空氣質(zhì)量、溫度和濕度如何,而這檢測(cè)儀的顯示屏就一直掛在床頭,不需要充電,也不需要連接Wi-Fi或者藍(lán)牙。
沈國(guó)斌博士說(shuō),智能的路牌、不需要充電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上述可能就是他們認(rèn)為的可見光通訊的未來(lái)的樣子。聽起來(lái)很美,但現(xiàn)在依然停留在理論階段。