Larga distancia de transferencia inalámbrica de energía para dispositivos inalámbricos IoT en movimiento
Autores: Colmiais, Ivo; Dinis, Hugo; Mendes, Paulo M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Las tecnologías inalámbricas están revolucionando las comunicaciones, con despliegues recientes, como 5G, desempeñando un papel clave en el futuro del Internet de las cosas (IoT). Tal progreso está llevando a un número cada vez mayor de dispositivos conectados de forma inalámbrica. Estos requieren un mayor uso de batería y mantenimiento, lo que está tensionando las soluciones de alimentación actuales. Dado que la mayoría de los sistemas inalámbricos se basan en ondas de radiofrecuencia (RF) para comunicaciones y cuentan con tecnologías de bajo consumo, es cada vez más factible desarrollar e implementar soluciones de transferencia de energía inalámbrica respaldadas por RF. En este documento, se presenta una solución de transferencia de información y energía inalámbrica simultánea (SWIPT) dirigida a dispositivos móviles pequeños. Esta solución utiliza formación de haces para mitigar la pérdida de señal asociada con la propagación de energía RF. Se basa en un algoritmo de seguimiento de retrodispersión de RF para alimentar dispositivos en movimiento. Se demuestra la viabilidad de alimentar dispositivos portátiles mediante el seguimiento de un individuo caminando (aproximadamente a 5 km/h) a una distancia de 0,5 m mientras se transfiere un mínimo de 6 dBm a un dispositivo portátil utilizando señales de RF de 2 GHz. Se utilizaron simulaciones para determinar la viabilidad de dicha solución para entregar niveles de energía útiles a un área de trabajo de 1,2 x 1,4 m sin exceder los límites de tasa de absorción específica (SAR).
Descripción
Las tecnologías inalámbricas están revolucionando las comunicaciones, con despliegues recientes, como 5G, desempeñando un papel clave en el futuro del Internet de las cosas (IoT). Tal progreso está llevando a un número cada vez mayor de dispositivos conectados de forma inalámbrica. Estos requieren un mayor uso de batería y mantenimiento, lo que está tensionando las soluciones de alimentación actuales. Dado que la mayoría de los sistemas inalámbricos se basan en ondas de radiofrecuencia (RF) para comunicaciones y cuentan con tecnologías de bajo consumo, es cada vez más factible desarrollar e implementar soluciones de transferencia de energía inalámbrica respaldadas por RF. En este documento, se presenta una solución de transferencia de información y energía inalámbrica simultánea (SWIPT) dirigida a dispositivos móviles pequeños. Esta solución utiliza formación de haces para mitigar la pérdida de señal asociada con la propagación de energía RF. Se basa en un algoritmo de seguimiento de retrodispersión de RF para alimentar dispositivos en movimiento. Se demuestra la viabilidad de alimentar dispositivos portátiles mediante el seguimiento de un individuo caminando (aproximadamente a 5 km/h) a una distancia de 0,5 m mientras se transfiere un mínimo de 6 dBm a un dispositivo portátil utilizando señales de RF de 2 GHz. Se utilizaron simulaciones para determinar la viabilidad de dicha solución para entregar niveles de energía útiles a un área de trabajo de 1,2 x 1,4 m sin exceder los límites de tasa de absorción específica (SAR).