Устройство обратного рассеяния LoRa обеспечивает связь на большие расстояния при малом энергопотреблении

Недостатки современных технологий беспроводной связи

Современные технологии беспроводной связи, как правило, предлагают только один из двух вариантов: маломощный, дешевый, но с малым радиусом действия или мощный, с большим радиусом действия, но дорогой. Сравнение проводилось с технологиями активной радиосвязи Wi-Fi, SigFox, Zigbee и LTE-M, которые оказались значительно более дорогими (от 4 до 6 долларов за единицу), а также имели гораздо более высокие требования к мощности. Хотя все вышеупомянутые устройства обладают возможностями связи на большие расстояния, их энергетические и экономические требования делают их менее идеальными для широкомасштабного использования во встроенных системах. 

Расширение использования обратного рассеяния

Технология Ambient Backscatter использует радиочастоты, уже генерируемые другими устройствами, для выработки собственного электричества и отражения сигнала на другие устройства. Этими радиосигналами могут быть сигналы Wi-Fi, радио, телевидения или мобильных устройств. Это имеет большое преимущество, поскольку не требует встроенного или физически подключенного источника питания и не зависит от него, а также является сверхдешевым решением.

Однако у обратного рассеяния окружающей среды есть и некоторые недостатки: его диапазон весьма ограничен, он может быть ненадежным, а в медицинских приложениях ослабление радиочастотных сигналов человеческим телом приводит к значительному уменьшению радиуса действия медицинских или носимых устройств. 

Следовательно, добавление LoRa, спецификации маломощной глобальной сети (LPWAN), которая отправляет меньшие пакеты с меньшей мощностью и имеет больший радиус действия. Это добавляет необходимую чувствительность для работы метода обратного рассеяния на больших расстояниях с добавлением небольшого источника питания мощностью 9,25 микроВатт. Чувствительность была снижена до -149 дБм, скорость передачи данных составляла 18–37,5 кбит/с, а питание могло осуществляться от батарейки-таблетки, печатной батареи или небольшой солнечной батареи.

ЛоРа1276-C1интегрирован чип радиочастотного приемопередатчика Semtech SX1276, который использует метод скачкообразной перестройки частоты модуляции LoRa Spread Spectrum. Благодаря большому расстоянию и высокой чувствительности (-139 дБм) этот модуль работает лучше, чем модули FSK и GFSK. Мультисигналы не будут влиять друг на друга даже в условиях большого скопления людей; он обладает высокой защитой от помех. Этот модуль имеет мощность 100 мВт и сверхмалый размер, широко используется в AMR, дистанционном промышленном управлении.