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사진은 권력이다

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배터리를 사용하지 않고 무선통신이 가능한 와이파이 백스케터 기술(WiFi Backscatter)

썬도그 2014.08.29 20:34

지금은 집에 있는 유무선공유기(라우터)로 PC와 스마트폰 TV 정도만 서로 연결이 가능합니다. 그러나 미래에는 냉장고, 라디오, 전자렌지, 세탁기, 에어콘도 무선으로 서로 연결 되는 시대가 될 것입니다. 더 먼 미래에는 옷과 가방 자동차 등 세상 모든 사물이 필요에 의하면 무선으로 연결하는 시대가 될 것입니다.

이게 바로 요즘 한창 주목 받고 있는 IoT(Internet of Things : 사물 인터넷)입니다.
그러나 이 사물 인터넷은 여러가지 넘어야 할 산이 많습니다. 먼저 통신을 그것도 Wi-Fi로 하려면 Wi-Fi 수신기가 필요합니다. 수신기는 배터리를 먹기 때문에 배터리를 부착해야 합니다. 문제는 이 배터리입니다. 배터리 소모량이 많은 신호 방식이라서 수시로 배터리를 충전 해주거나 갈아 껴줘야 합니다. 뭐 나중에는 기술이 개선되어서 시계 배터리처럼 원형 배터리를 끼고 1년 동안 통신을 할 수 있을지는 몰라도 어쨌거나 배터리를 사용하기 때문에 배터리에 대한 고민과 불편함이 있습니다. 

그런데 미국의 워싱턴 대학에서 배터리를 사용하지 않는 Wi-Fi 통신 기술을 선보여서 화제입니다


배터리를 사용하지 않고 무선 통신이 가능한 와이파이 백스케터 기술(WiFi Backscatter)

http://iotwifi.cs.washington.edu/ 에 올라온 글에 따르면 배터리를 사용하지 않고 무선 통신을 할 수 있는 와이파이 백스케터 기술을 소개하고 있습니다. 

먼저 이 기술은 RF Powered Device (RF 무선 급전 장치)가 Wi-Fi 라우터에서 받은 전파를 PC 등 다른 단말기에 전달 하거나 안 하거나를 선택할 수 있습니다. 전달하면 신호가 전달 되기에 1, 전달을 하지 않으면 0이 되는데 이 1과 0을 계속 반복하면 그게 바로 2진수 디지털 데이터 전송을 하게 됩니다. 디지털 전자 기기들이 신호나 전파를 전송하는 방식은 이 1과 0으로 이루어진 2진수 데이터 전송이죠. 2진수는 간단하지만 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 없는 단점이 있지만 워낙 1과 0의 변환이 엄청난 속도로 이루어지기 때문에 수 많은 데이터를 짧은 시간에 보낼 수 있습니다. 

이 와이파이 백스케터 기술로 Wi-Fi 통신에 연결하는데 필요한 전력은 10㎼입니다. 아주 적은 전력만 필요로 합니다. 
아주 적더라도 전력이 필요로 하기 때문에 배터리를 필요로 할 것 같지만 적은 전력은 RF 무선 급전 장치 주변에 흐르는 무선 신호를 모아서 전력을 만들어 낼 수 있습니다. 따라서 배터리가 필요 없습니다. 

뭐 근 미래에는 통신사에 돈을 지불하면 배터리 충전을 따로 할 필요 없이 통신 신호로 배터리 충전을 하는 시대가 올 것입니다. 테슬라가 꿈에 그리던 무선 전력 송신이 실현 될 것입니다. 

워싱턴 대학 연구팀은 이 와이파이 백스캐터 기술은 스텔스 전투기나 폭격기에서 사용하던 기술을 응용한 기술입니다. 
스텔스 전투기는 레이더 신호를 흡수 하거나 다른 방향으로 레이더 신호를 보내서 레이더 상에는 큰 전폭기도 새처럼 작게 나옵니다.  이 기술을 응용한 기술인데 직접 시연도 했습니다. 



중간에 빨간 원에 있는 것이 RF 무선 급전 장치입니다. 이 장치가 Wi-Fi 신호를 쏴주는 라우터에서 나오는 신호를 반사를 합니다. 

반사된 신호는 디지털 오슬로스코프에 표시가 됩니다. 유리처럼 신호를 잘 반사하네요. 


반사된 신호는 PC로 전달이 됩니다. 쉽게 설명하자만 무선 신호 반사경 같은 모습입니다. 

지금까지 테스트를 한 결과 2미터 거리에서 초당 1kb의 속도로 통신을 할 수 있었습니다. 생각보다 낮은 속도라고 생각할 지 모르지만 이 와이파이 백스케터 기술은 동영상 다운 받거나 사진 전송하는 PC나 스마트폰 통신 용도가 아닙니다. 주요 용도는 사물인터넷용이고 냉장고나 전자렌지, 커피포트 같은 가전 기기에 데이터틀 전송하는 용도로 활용할 예정이라서 큰 데이터를 전송할 필요가 없습니다. 아주 간단한 데이터만 전송하고 전송받아서 작동을 하면 되니까요

이 와이파이 백스캐터 기술은 배터리를 부착할 수 없는 의류에 부쳐서 사물인터넷으로 활용하면 아주 좋겠네요.
지금은 2미터 거리만 전송할 수 있지만 좀 더 연구를 해서 무선 통신 거리를 20미터로 늘릴 예정입니다. 

무엇보다 배터리를 사용하지 않고 데이터를 주고 받을 수 있다는 것이 아주 큰 매력이네요. 



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