211service.com
Sensoren gebruiken de elektrische bedrading van het gebouw als antenne
Draadloze sensoren verspreid over een gebouw kunnen alles bewaken, van vochtigheid en temperatuur tot luchtkwaliteit en lichtniveaus. Dit lijkt een goed idee, totdat je het gedoe en de kosten overweegt om de batterijen van de sensoren om de paar jaar te vervangen. Het probleem is dat de meeste draadloze sensoren gegevens verzenden op een manier die de batterij leegmaakt.
Beetje dribbelaar: Deze sensor stuurt draadloos data naar de koperen bedrading binnen de muren van een gebouw. De bedrading verzendt het signaal naar een basisstation dat is aangesloten op een stopcontact.
Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben een manier bedacht om de hoeveelheid stroom die een sensor gebruikt om gegevens te verzenden te verminderen door de elektrische bedrading in de muren van een gebouw te gebruiken als een antenne die het signaal verspreidt. De aanpak vergroot het bereik van een draadloze sensor en het betekent dat de batterij tot vijf keer langer meegaat dan bestaande sensoren, zeggen de onderzoekers.
De technologie, Sensor Nodes Utilizing Powerline Infrastructure (SNUPI) genaamd, verzendt een klein stroompje gegevens draadloos met een frequentie die resoneert met de koperen bedrading in de muren van een gebouw, zegt Shwetak Patel , hoogleraar informatica en elektrotechniek aan de Universiteit van Washington. De koperen bedrading, die tot 5 meter van de sensoren verwijderd kan zijn, pikt het signaal op en fungeert als een gigantische ontvangstantenne, die de gegevens met 27 megahertz doorstuurt naar een basisstation dat is aangesloten op een stopcontact ergens in het gebouw.
De powerline heeft een versterkend effect, zegt Patel. Hoewel veel sensoren met een laag vermogen slechts een bereik van een paar meter hebben, kunnen zijn prototypesensoren het grootste deel van een huis van 3.000 vierkante meter dekken. In de meeste draadloze sensorschema's, zegt Patel, belemmeren muren de overdracht van sensorgegevens, maar met SNUPI, hoe meer muren in huis, hoe beter ons systeem werkt. Een paper waarin het werk wordt beschreven, zal worden gepresenteerd op de Alomtegenwoordige computers conferentie in Kopenhagen, Denemarken, in september.
In het meeste academische onderzoek naar sensornodes in gebouwen wordt het bouwen van infrastructuur als een probleem beschouwd, zegt Matt Reynolds , hoogleraar elektrische en computertechniek aan de Duke University. Patels werk is interessant omdat het het probleem op zijn kop zet, zegt hij. De bedrading van het gebouw is een deel van de oplossing in plaats van een deel van het probleem.
Het gebruik van hoogspanningslijnen om gegevens te verzenden is geen nieuw idee. Breedband via hoogspanningslijnen, of BPL, gebruikt het elektriciteitsnet om internetconnectiviteit te bieden. Maar het gebruik van hoogspanningslijnen om het bereik van omgevingssensoren uit te breiden en hun stroomverbruik te verminderen, is nieuw.
Het prototype van de onderzoekers gebruikt minder dan één milliwatt aan stroom bij het verzenden van gegevens naar de powerline-antenne, en minder dan 10 procent van dat vermogen wordt gebruikt voor communicatie. Toekomstige versies, zegt Patel, zullen de hoeveelheid stroom die de sensor gebruikt voor berekeningen verminderen, en zullen ook een ontvangstantenne bevatten voor tweerichtingscommunicatie tussen de sensoren en het basisstation. Hierdoor kan de sensor de bevestiging accepteren dat alle gegevens correct zijn ontvangen.
Patel, die eerder dit jaar een startup voor energiemonitoring in huis oprichtte, Zenzi genaamd, die eerder dit jaar aan Belkin werd verkocht, heeft een ander bedrijf gelanceerd om SNUPI te commercialiseren. Hij vermoedt dat de aanpak kan worden gebruikt voor meer dan alleen het monitoren van de luchtkwaliteit in huizen - het kan ook worden gebruikt om gegevens te verzamelen van draagbare sensoren of geïmplanteerde medische apparaten. Volgens Patel hebben voorlopige studies aangetoond dat de populaire stappenteller FitBit, die gegevens draadloos naar een basisstation stuurt, een jaar mee kan gaan op een enkele lading, in plaats van de huidige duur van 14 dagen, met behulp van het SNUPI-schema.