阳光透过落地窗照进来

智能窗户可提供绿色Wi-Fi替代方案

图片来源:Foto 24598099©littley | Dreamstime.com

阿卜杜拉国王科技大学的研究人员开发了一种智能玻璃系统,可用于向电子设备传输无线数据。

智能窗户可以提供Wi-Fi或蜂窝数据传输的低能耗替代方案,利用光线发送信息。

创新的设计特点是一个玻璃系统,可以调节s从窗户射进来的光线,将数据编码到光线中,这样就可以由房间里的电子设备检测和解码。

研究小组的负责人,Basem Shihada说,他一直在探索将数据编码成人工光源,当时他突然灵光一现,想到了利用阳光。

“我只是希望用手机摄像头记录下编码光流的视频,试图解码视频以检索数据;那时候我想,‘为什么不对阳光做同样的事情呢?’”谢哈达说。

“这将会简单得多,也可以通过手机摄像头来完成。所以我们开始探索阳光作为信息载体。”

偏振器对偏振光效果的说明。

偏振器对偏振光效果的说明。IEEE光子学杂志

图片来源:IEEE Photonics Journal (2022)

该团队现在设计了一个由两部分组成的阳光通信系统:一种可嵌入玻璃表面的光调制器和室内接收器。

Shihada实验室的研究科学家Osama Amin说:“调制器是我们提出的智能玻璃元件阵列,称为‘双单元液晶百叶窗’(dss)。”

“液晶快门阵列就像一个过滤器,在光线经过时将信号编码到光线中,它只需要1W的功率就能运行,可以用一块小型太阳能电池板提供。”

在以前的光学无线通信系统设计中,数据通常是通过改变光强来编码的。然而,如果这些强度变化的频率过低,这可能会导致不舒服的“闪烁效应”。

为了避免这种情况,DLS被设计用来操纵光的一种特性——偏振。

Shihada团队的一名学生Sahar Ammar说:“光偏振的变化是肉眼难以察觉的,从而消除了闪烁问题。”“该通信系统通过改变调制器一侧入射阳光的偏振来工作。接收器可以检测到这种变化,从而解码传输的数据。”

根据该团队的计算,该提议的设置可以以每秒16千比特(kbps)的速度传输数据。然而,科学家们已经下令测试平台原型实现所需的硬件,旨在将数据速率从千比特提高到每秒兆和千兆比特。

详细的设计已在一文章发表在IEEE光子学杂志。

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