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电源/性能位:3月24日

反向散射Wi-Fi收音机;防止IOT侧通道攻击;灵活的超级电容器。

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反向散射Wi-Fi广播
加州大学圣地亚哥分校的工程师开发了一种超低功耗Wi-Fi收音机他们说可以启用便携式物联网设备。使用比标准Wi-Fi无线电的功率低5000倍,该设备消耗28微型微型,同时以每秒2兆比特的速率传输数据,超过21米。

“你可以将你的手机、智能设备、甚至小型摄像头或各种传感器连接到这个芯片,它可以直接将这些设备的数据发送到你附近的Wi-Fi接入点。你不需要买别的东西。加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的电子和计算机工程教授Dinesh Bharadia说。

根据研究人员,这将消除对连接传感器的频繁充电或更换电池的需要。


一组超低功耗Wi-Fi无线电,集成在小芯片中,每个都测量1.5平方米的区域(尺寸显示的大米)。照片作者David Baillot / UC San Diego Jacobs工程学院

“这种Wi-Fi无线电的功耗足够低,我们现在可以开始考虑新的应用空间,你不再需要把物联网设备插到墙上。这可能会释放出更小的、完全无线的物联网装置,”加州大学圣地亚哥分校电子和计算机工程教授帕特里克·梅西耶说。“它还可以让你连接目前没有连接的设备——不能满足当前Wi-Fi无线电的电力需求的设备,比如烟雾报警器——而且不会给电池更换带来巨大负担。”

无线电使用后向散射技术,即从设备或接入点接收传入的Wi-Fi信号,对其进行修改,以编码自己的数据,然后将新信号反射到另一个不同的Wi-Fi信道上,发送到另一个设备或接入点。

该器件依赖于唤醒接收器,仅在需要与Wi-Fi信号通信时才能打开Wi-Fi收音机,因此它可以在其余时间内保持在低功耗睡眠模式,仅在此期间它仅消耗3微大的力量。它包括用于反向散射数据的自定义IC,总芯片尺寸为1.5平方毫米。

防止IOT侧通道攻击
莱斯大学的工程师们提出了一种新方法互联网的安全功耗低的设备。该团队要求利用预先存在的电源管理电路的安全技术,比当前最先进的防御更好14,000倍。

在以前的工作中,研究人员基于唯一芯片缺陷生成配对的安全密钥。“今年,故事是相似的,但我们不是发电钥匙,”米饭电气计算机工程助理教授开元杨说。“我们正在寻找针对一种专门针对物联网和移动系统的新型攻击的捍卫。

“在电力和电磁侧通道攻击中,攻击者可以在没有打开设备的情况下运行时找出一个秘密密钥,”他说。“一旦他们拥有你的钥匙,他们可以解密一切,无论您的安全软件有多好。

莱斯大学的杨开元解释道侧信道攻击和新设备如何减轻它们。

杨说,该团队的方法采用片上功率调节器来混淆通过加密电路的功耗泄漏的信息。“每个芯片的每个系统都有多个由电源管理电路供电的模块,因此我们需要的接口已经存在。通过用我们的单位取代现有的电源管理电路,我们不仅为防御强大的威胁提供了更好的方式,还提供了更节能的解决方案。“

杨说,电路在芯片上不应该比目前的电源管理单元占用更多的空间,作为一个附带好处,它将提供最先进的电源管理。

该团队将其技术视为箔电源和电磁侧通道攻击的一种方式,使其对攻击者更加困难和昂贵,但在可以在设备中部署之前,延长工程工作是指出的。

柔韧的超级电容器
伦敦大学学院和中国科学院的研究人员开发了一个灵活但高容量超级电容器。

超级电容器使用石墨烯电极材料,其孔隙可以改变大小,以更有效地存储电荷。这种调整最大限度地使超级电容的能量密度达到创纪录的88.1 Wh/L(瓦特小时每升),这是迄今为止报告的碳基超级电容的最高能量密度。

“我们设计了将超级电容器提供高功率密度的材料 - 这是充电或放电的快速 - 以及高能量密度 - 这将确定它可以运行多长时间。通常,您只能拥有这些特征中的一个,但我们的超级电容器提供了两者,这是一个关键突破,“Zhuangnan Li的UCL化学说。

“此外,超级电容器可以在不影响性能的情况下弯曲至180度,不使用液体电解质,这最大限度地减少了任何爆炸风险,并使其完美地集成到弯道或可穿戴电子设备中。”

类似的快速充电商业技术的能量密度相对较差,5-8WH / L和传统的缓慢充电,但电动汽车中使用的长时间运行的铅酸电池通常具有50-90WH / L.

该团队表示,虽然其超级电容器对铅酸电池的最新值具有相当的能量密度,但其功率密度高度较高的两个数量级。“成功地将大量的能量安全地在紧凑的系统中,是改善能量存储技术的重要一步,”伊万·马·物理科学和UCL化学教授迪恩院长。“我们已经迅速显示了它,我们可以控制其输出,它具有出色的耐用性和灵活性,使其适用于开发用于小型化电子和电动车辆的开发。想象一下,只需十分钟即可充分收费电动汽车或为您的手机提供几分钟,并且整天持续。“

由两个相同的电极制成6cm×6cm概念的超级电容器,其两侧的凝胶状物质的任一侧作用为用于转移电荷的化学介质。这用于为电量电量为电量,并被发现是高度稳健的,灵活且稳定的。当弯曲180度时,它几乎与扁平的相同,并且在5,000个循环后,它保留了其容量的97.8%。



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