物聯(lián)網(wǎng)后向射系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要指的是低功耗技術(shù)，當(dāng)然信號(hào)檢測(cè)也非常重要。

低功耗技術(shù)：

1. 輕量級(jí)能量管理

當(dāng)前能量捕獲技術(shù)采集的功率一般僅為負(fù)載功率的千分之一。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)自帶的儲(chǔ)能設(shè)備由于尺寸的限制，容量也僅僅是一顆紐扣電池的萬(wàn)分之一。更為重要的是，入射的電磁波隨時(shí)間和環(huán)境的波動(dòng)性強(qiáng)，而負(fù)載變化通常是隨機(jī)的，因此，要保證傳輸?shù)目煽啃?，就必須引入能量管理電路，用以根?jù)當(dāng)前系統(tǒng)的能量狀況來(lái)適配任務(wù)執(zhí)行，保證系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)送數(shù)據(jù)。適配任務(wù)執(zhí)行主要有以下兩種方式。

一次執(zhí)行：系統(tǒng)為每個(gè)任務(wù)分配能量閾值，在采集足夠的能量后一次性執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)而沒有任何中斷。這種策略適合短時(shí)、輕量級(jí)的任務(wù)，如環(huán)境溫度感知。

斷點(diǎn)執(zhí)行：對(duì)于無(wú)法短時(shí)間內(nèi)完成的任務(wù)，可劃分成多個(gè)短時(shí)輕量級(jí)子任務(wù)，系統(tǒng)處于激活期間盡可能執(zhí)行多個(gè)子任務(wù)。當(dāng)能量不足時(shí)，系統(tǒng)將存儲(chǔ)任務(wù)執(zhí)行的斷點(diǎn)（即執(zhí)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)），待能量充足后，從斷點(diǎn)處恢復(fù)任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行，完成任務(wù)。

但是，傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)能量管理需要MCU一直監(jiān)控能量收集引腳，導(dǎo)致自身能耗過(guò)高，比如WISP中能量輪詢的平均功耗占系統(tǒng)總功耗的一半，提高其能量利用率可以采用以下思路：

（1）優(yōu)化能量輪詢頻率策略。該方法可將能量用率提升到647%，但效率無(wú)法讓人滿意。

（2）動(dòng)態(tài)設(shè)定閾值的觸發(fā)式探測(cè)策略。該方法根據(jù)能量是否達(dá)到閾值，決定設(shè)備的工作狀態(tài)：處于探測(cè)能量并低功耗模式充電，或是被喚醒工作。這使得設(shè)備免于周期性激活輪詢操作以及處理輪詢結(jié)果，其功耗僅為輪詢式探測(cè)的52%，可將能量利用率提高到94.9%。

2. 計(jì)算遷移

除了最大程度地從環(huán)境中捕獲能量，節(jié)點(diǎn)還需要盡量降低負(fù)載功耗，計(jì)算遷移成為解決后向散射系統(tǒng)功耗的有效思路。計(jì)算遷移指將后向散射節(jié)點(diǎn)的計(jì)算遷移到能量和計(jì)算資源豐富的物聯(lián)網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)上（如收發(fā)機(jī)、基站），從而降低后向散射節(jié)點(diǎn)計(jì)算功耗。例如，華盛頓大學(xué)實(shí)現(xiàn)的無(wú)源低功耗攝像頭，從無(wú)線信號(hào)中獲能并傳輸視頻流，僅以252uW功耗實(shí)現(xiàn)了30fps720p視頻流的傳輸。為了避免攝像頭中圖像數(shù)字化和圖像壓縮帶來(lái)的高能耗問(wèn)題，他們將圖像傳感器的模擬電壓輸出進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制（PWM）后，直接通過(guò)后向散射系統(tǒng)發(fā)送給收發(fā)機(jī)，由收發(fā)機(jī)進(jìn)行數(shù)字化和圖像處理計(jì)算?；谕瑯拥乃悸?，華盛頓大學(xué)還設(shè)計(jì)了一款低功耗無(wú)源感知平臺(tái)，能對(duì)接多種模擬傳感器，如心電傳感器、溫度傳感器、麥克風(fēng)等。

信號(hào)檢測(cè)：

為了進(jìn)一步降低功耗，需要讓節(jié)點(diǎn)在閑暇時(shí)休息。那么節(jié)點(diǎn)什么時(shí)候工作呢？一旦節(jié)點(diǎn)的信號(hào)測(cè)電路檢測(cè)到需要反射的載波源發(fā)射信號(hào)時(shí)，就給節(jié)點(diǎn)的計(jì)算部分一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)工作。

信號(hào)檢測(cè)電路一般包括三部分：阻抗匹配、包絡(luò)檢波和比較器。阻抗匹配和包絡(luò)檢波主要實(shí)現(xiàn)將天線接收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并測(cè)量其大小，比較器則是將其輸出和自身設(shè)置的閾值做比較，從而判斷周圍是否有可以反射的載波源信號(hào)。這里值得注意的是，此類電路雖然能識(shí)別不同頻段的信號(hào)，卻難以區(qū)分相同頻段的不同信號(hào)，如它可以區(qū)分2.4GHz的Wi-Fi信號(hào)和900MHz的RFID信號(hào)，但是不能區(qū)分同為2.4GHz的Wi-Fi信號(hào)和ZigBee信號(hào)，這將導(dǎo)致后向散射系統(tǒng)在真實(shí)場(chǎng)景下的適用性大打折扣。因此，該問(wèn)題還需研究人員深入研究。

最為重要的是，載波源與節(jié)點(diǎn)上的信號(hào)檢測(cè)電路的距離，即信號(hào)檢測(cè)距離，是制約后向散射通信系統(tǒng)普適的關(guān)鍵問(wèn)題。由于環(huán)境中的載波源信號(hào)強(qiáng)度極小，天線轉(zhuǎn)換效率有限，信號(hào)檢測(cè)電路本身?yè)p耗，器件對(duì)信號(hào)的衰減等問(wèn)題導(dǎo)致檢測(cè)距離不能大幅提升。目前，商用信號(hào)檢測(cè)距離不足百米。同時(shí)，信號(hào)檢測(cè)距離越大時(shí)，節(jié)點(diǎn)與接收端的通信距離越近，如HitchHike。在大范圍應(yīng)用場(chǎng)景，目前的研究進(jìn)展明顯難以滿足應(yīng)用的需求。因而提升信號(hào)檢測(cè)電路的檢測(cè)距離將成為當(dāng)前一個(gè)主要挑戰(zhàn)。