Dispositivo LoRa Backscatter fornece comunicação de longo alcance com baixo consumo de energia

Deficiências na atual tecnologia de comunicação sem fio

As atuais tecnologias de comunicação sem fio tendem a oferecer apenas uma de duas opções: baixo consumo de energia, barato, mas de curto alcance ou alta potência, longo alcance, mas caro. Foi feita uma comparação com as tecnologias de rádio ativo Wi-Fi, SigFox, Zigbee e LTE-M, que foram consideradas significativamente mais caras (US$ 4 a US$ 6 por unidade) e também tinham requisitos de energia muito mais elevados. Embora todos os acima mencionados tenham capacidades de comunicação de longo alcance, os seus requisitos energéticos e económicos tornaram-nos menos ideais para utilização em larga escala em sistemas embarcados. 

Turbinando o uso do Backscatter

A tecnologia de retroespalhamento ambiental utiliza frequências de rádio já produzidas por outros dispositivos para gerar sua própria eletricidade e refletir um sinal para outros dispositivos. Esses sinais de rádio podem ser sinais de Wi-Fi, rádio, televisão ou dispositivos móveis. Isto tem a grande vantagem de não exigir ou depender de uma fonte de alimentação integrada ou fisicamente conectada e também é uma solução de custo ultrabaixo.

No entanto, a retrodifusão ambiental também tem algumas desvantagens: o seu alcance é bastante limitado, pode não ser fiável e, em aplicações médicas, a atenuação dos sinais de RF pelo corpo humano faz com que o alcance dos dispositivos médicos ou vestíveis seja significativamente reduzido. 

Daí a adição de LoRa, uma especificação de rede de área ampla de baixa potência (LPWAN), que envia pacotes menores com menor potência e tem um alcance maior. Isto adiciona a sensibilidade necessária para tornar a técnica de retroespalhamento operacional em distâncias maiores com a adição de uma pequena fonte de energia fornecendo 9,25 micro-Watts. A sensibilidade foi reduzida para -149 dBm, tinha uma taxa de dados de 18bps-37,5kbps e podia ser alimentada por uma bateria tipo botão, uma bateria impressa ou uma pequena célula solar.

LoRa1276-C1integra o chip transceptor Semtech RF SX1276, que adota a técnica de salto de frequência de modulação LoRa Spread Spectrum. Os recursos de longa distância e alta sensibilidade (-139 dBm) fazem com que este módulo tenha um desempenho melhor que o módulo FSK e GFSK. Os multissinais não afetarão uns aos outros, mesmo em ambientes de frequência de multidão; ele vem com forte desempenho anti-interferência. Este módulo tem 100mW e tamanho ultrapequeno, amplamente utilizado em AMR, campo de controle industrial remoto.