محققان پنجره های شیشهای هوشمندی ابداع کردهاند که میتواند نور خورشید را برای انتقال داده های بیسیم با سرعت 16 کیلوبیت برثانیه قطبی کند.انتقال داده نور خوشید
به گزارش تکناک، باسم شیهادا، دانشیار علوم کامپیوتر در دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله (KAUST) در حال کاوش در کدگذاری دادهها در یک منبع نور مصنوعی بود که به این فکر کرد که آیا میتوان همین کار را با نور خورشید انجام داد.
باسم شیهادا در بیانیهای اظهار کرد: من به سادگی امیدوار بودم که از یک دوربین تلفن همراه برای ضبط ویدیویی از جریان نور رمزگذاریشده استفاده کنم تا سعی کنم ویدیو را رمزگشایی کنم تا داده ها بازیابی شوند؛ آن موقع بود که فکر کردم، چرا همین کار را با نور خورشید انجام ندهم؟ این بسیار آسانتر است و میتوان از طریق دوربین تلفن همراه نیز انجام داد. بنابراین ما شروع به کاوش در نور خورشید به عنوان یک حامل اطلاعات کردیم.انتقال داده نور خوشید
طبق مطالعه وی، مقدار قابلتوجهی از نور محیط بدون استفاده باقی میماند و عمدتاً برای اهداف روشنایی استفاده میشود. چنین نوری را میتوان برای انتقال داده مدوله کرد و راهحلی مکمل برای ارتباطات بیسیم ارائه میکند.
جریان نور خورشید میتواند به سادگی از طریق یک پنجره برای انتقال دادههای بیسیم به دستگاههای الکترونیکی تحت کنترل قرار گیرد.
شیهادا و تیمش از محققان KAUST بلافاصله دستبهکار شدند و یک سیستم شیشهای هوشمند (شیشه قابلتعویض) طراحی کردند که میتواند نور خورشیدی را که از آن عبور می کند تنظیم کند. این سیستم، دادهها را در نوری رمزگذاری میکند که میتواند توسط دستگاههای موجود شناسایی و رمزگشایی شود.
این سیستم نه تنها نوآورانه است، بلکه در مقایسه با وایفای معمولی یا انتقال داده سلولی، حالت ارتباط سبزتری را نیز ارائه میدهد.
افزایش نرخ داده از کیلوبیت به مگا و گیگابیت در ثانیه
سیستم ساختهشده از دو بخش یک تعدیلکننده نور که میتواند در یک سطح شیشهای تعبیه شود و یک گیرنده در اتاق تشکیل شده است.
اسامه امین، دانشمند تحقیقاتی در آزمایشگاه شیهادا، گفت: تعدیلکننده دستگاه آنتنی از عناصر شیشهای هوشمند پیشنهادی ما است که به عنوان دریچههای کریستال مایع سلولی دوگانه (DLS) شناخته میشوند. دستگاه آنتن دیافراگم مایع برای کار کردن فقط به یک وات توان نیاز دارد، وظیفه آن رمزگذاری سیگنال ها در نور هنگام عبور است و مانند یک فیلتر عمل میکند. برق با استفاده از یک پنل خورشیدی کوچک تأمین میشود.
رایجترین
سحر عمار، یکی از دانشجویان تیم شیهادا، توضیح داد که دادهها معمولاً با تغییر شدت نور کدگذاری میشوند. او گفت: اما اگر فرکانس این تغییرات شدت خیلی کم باشد، می تواند توسط چشم انسان تشخیص داده شود و باعث ایجاد یک اثر سوسو زدن ناراحت کننده شود.
بنابراین، DLS به گونهای طراحی شده است که میتواند قطبش را دستکاری کند. عمار گفت: تغییر در قطبش نور برای چشم غیرقابلمحسوس است و مشکل سوسو زدن را از بین می برد. سیستم ارتباطی با تغییر قطبش نور خورشید ورودی در سمت تعدیلکننده کار میکند. گیرنده میتواند این تغییر را برای رمزگشایی دادههای ارسالی تشخیص دهد.
به گفته این تیم، تنظیمات طراحیشده میتواند داده ها را با سرعت 16 کیلوبیت بر ثانیه ارسال کند. شیهادا افزود: ما اکنون سختافزار لازم را برای اجرای نمونه اولیه در بستر آزمایش سفارش میدهیم. میخواهیم نرخ داده را از کیلوبیت به مگا و گیگابیت بر ثانیه افزایش دهیم.
چکیده مطالعه
به طور گستردهای، از انرژی خورشیدی برای تولید برق، سیستمهای گرمایشی و روشنایی محیط داخلی در طول روز استفاده میشود. در واقع، مقدار زیادی از انرژی نور خورشید به اندازه کافی استفاده نمیشود.انتقال داده نور خوشید
در این کار، هدف ما انتقال داده با نور خوشید به عنوان یک گزینه سبز برای ارتباطات بیسیم است. تحت کنترل درآوردن نور خورشید که توسط یک منبع غیرقابلکنترل ساطع میشود، یک کار چالش برانگیز است که به فناوری های مناسب برای دستکاری نور فرودی نیاز دارد. دستگاههای کریستال مایع فنآوریهای شیشهای قابلتعویضی هستند که زمان پاسخ و کنتراست کافی برای چنین کاربردهایی دارند. در این راستا، ما یک شاتر کریستال مایع دو سلولی جدید (DLS) با کنار هم قراردادن دو سلول کریستال مایع که به روشهای متفاوت عمل میکنند طراحی میکنیم و تعدیلکننده نور خورشید خود را با دستگاه آنتنی از DLS میسازیم.
سپس، برای افزایش سرعت داده و از بین بردن اثر سوسو زدن، مالتیپلکسی تقسیم زمانی و مدولاسیون مبتنی بر پلاریزاسیون را اتخاذ میکنیم. علاوه بر این، ما مدلسازی ریاضی سیستم را ارائه میکنیم و عملکرد آن را از نظر ارتباط و مصرف انرژی بررسی میکنیم. در نهایت، ما برخی از نتایج عددی را برای بررسی تأثیر پارامترهای متعدد بر عملکرد سیستم و مقایسه آن با وضعیت هنر معرفی میکنیم، که نشان میدهد سیستم ما دارای نرخ داده بالاتر و دامنه پیوندهای گسترده است.
