- 零功耗傳感器如何在戰(zhàn)場上挽救生命?
- 來源:賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2016/11/16
目前有許多美軍在戰(zhàn)場上失去寶貴生命,有部分原因就是因為軍方無法依據想要的方式部署各種傳感器......
美國國防部高等研究計畫署(DARPA)正在開發(fā)啟動戰(zhàn)場用傳感器的新技術,一路保護在外出任務的美軍──DARPA的專案經理Troy Olsson日前在美國舉行的IEEE年度傳感器技術大會(IEEE Sensor 2016)上介紹了這種接近零功耗之RF與傳感器技術“N-Zero”的細節(jié)。
DARPA預計在2018年可部署的戰(zhàn)場用傳感器網絡需要近乎零的待機功耗,而且MEMS技術是不可或缺;該團隊還發(fā)現了以往不曾想像過的MEMS技術優(yōu)勢──不只能提供近乎零的待機功耗,還能利用被偵測的訊號本身的電力來啟動發(fā)送器,實現真正的零待機功耗。
在某些情況下,發(fā)送器也能不用電池供電,而是由來自太陽能、震動能量采集器等再生能源,儲存于超級電容器的能量供電。“我們試圖降低我們的傳感器功耗,因此能將之部署于很長一段時間不需更換電池的戰(zhàn)略裝備;”O(jiān)lsson表示:“現在我們還希望訊號本身能在喚醒更強大的訊號處理器與發(fā)送器之前,能實際啟動處理程序!
目前有許多美軍在戰(zhàn)場上失去寶貴生命,有部分原因就是因為軍方無法依據想要的方式部署各種傳感器;舉例來說,如果能在美軍海外作戰(zhàn)區(qū)域的所有道路上部署傳感器,就能偵測到是否有敵軍在某地埋了爆裂物,但往往因為戰(zhàn)場缺乏電力供應而無法實現。
美軍也可以利用自有電力,每隔幾碼的距離部署傳感器以偵測行軍路線的爆裂物,但目前這種傳感器得用電池供電,而且如果在戰(zhàn)場部署大規(guī)模的傳感器網絡,有可能反而讓更多士兵的生命安全受到威脅,因為在需要替換傳感器電池時,可能讓他們暴露于受伏擊的危險;Olsson表示:“在戰(zhàn)斗狀態(tài)下,我們不能只為了替換電池而讓士兵受到危害。”
“N-Zero”開發(fā)專案將實現混合MEMS與微電子的超小型傳感器;依據其複雜度以及最接近的高功率RF中繼器(repeater)距離,有些較簡易的傳感器還能利用無人機撒在戰(zhàn)場上,利用能量採集技術支援連續(xù)的即時狀況偵察。
其他較複雜復雜的傳感器陣列則是可以採用鈕扣型電池或3號、4號電池,將完整的視覺、音訊甚至雷達訊號等內容發(fā)送回基地,而且至少10年不需要更換電池。
零待機功耗的無人看守傳感器、通訊節(jié)點與物聯(lián)網(IoT)裝置應用,能支援周邊監(jiān)控、關鍵設施保護以及監(jiān)視戰(zhàn)場即時情況
DARPA的“N-Zero”開發(fā)團隊研究人員發(fā)現,MEMS傳感器能利用其內部的微型移動機械零件,從訊號產生功率來運作;從其MEMS子系統(tǒng)的層級結構(hierarchy),能激勵次1伏特的電子進行訊號處理,甚至能在開啟N-Zero RF發(fā)送器之前判斷是否為假警報。而發(fā)送器只需要傳送一個低功率的「鳥鳴(chirp)」訊號以識別其發(fā)現,不需要發(fā)送耗電量大的原始資料。
利用“N-Zero”專案開發(fā)的傳感器技術,美國國防部除了期望能拯救士兵的生命,也期望能大量降低無辜民眾在戰(zhàn)地遭遇地雷等爆裂物而受傷甚至喪命的機率。
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