211service.com
Czujniki wykorzystują okablowanie elektryczne budynku jako antenę
Bezprzewodowe czujniki rozsiane po całym budynku mogą monitorować wszystko, od wilgotności i temperatury po jakość powietrza i poziom oświetlenia. Wydaje się to dobrym pomysłem - dopóki nie weźmiesz pod uwagę kłopotów i kosztów wymiany baterii czujników co kilka lat. Problem polega na tym, że większość czujników bezprzewodowych przesyła dane w sposób, który wyczerpuje energię baterii.
Wiertło do bitów: Ten czujnik przesyła dane bezprzewodowo do miedzianych przewodów w ścianach budynku. Okablowanie przesyła sygnał do stacji bazowej podłączonej do gniazdka.
Naukowcy z University of Washington wymyślili sposób na zmniejszenie ilości energii zużywanej przez czujnik do przesyłania danych, wykorzystując okablowanie elektryczne w ścianach budynku jako antenę, która rozprowadza sygnał. Naukowcy twierdzą, że podejście to rozszerza zasięg czujnika bezprzewodowego, a to oznacza, że jego bateria może działać nawet pięć razy dłużej niż istniejące czujniki.
Technologia o nazwie Sensor Nodes Utilising Powerline Infrastructure (SNUPI) przesyła bezprzewodowo niewielką strużkę danych z częstotliwością, która rezonuje z miedzianymi przewodami w ścianach budynku. Shwetak Patel , profesor informatyki i elektrotechniki na Uniwersytecie Waszyngtońskim. Miedziane okablowanie, które może znajdować się do 15 stóp od czujników, odbiera sygnał i działa jak gigantyczna antena odbiorcza, przesyłając dane z częstotliwością 27 megaherców do stacji bazowej podłączonej do gniazdka elektrycznego gdzieś w budynku.
Linia energetyczna ma efekt wzmocnienia, mówi Patel. Chociaż wiele czujników o niskim poborze mocy ma zasięg zaledwie kilku stóp, mówi, jego prototypowe czujniki mogą pokryć większość domu o powierzchni 3000 stóp kwadratowych. W większości systemów czujników bezprzewodowych, mówi Patel, ściany utrudniają transmisję danych z czujników, ale dzięki SNUPI im więcej ścian w domu, tym lepiej działa nasz system. Artykuł opisujący pracę zostanie przedstawiony na Wszechobecne przetwarzanie konferencja w Kopenhadze, Dania, we wrześniu.
Większość badań akademickich dotyczących wewnętrznych węzłów czujnikowych postrzega infrastrukturę budynku jako problem, mówi Matt Reynolds , profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej na Duke University. Praca Patela jest interesująca, ponieważ stawia problem na głowie – mówi. Okablowanie budynku jest raczej częścią rozwiązania niż częścią problemu.
Wykorzystanie linii energetycznych do przesyłania danych nie jest nowym pomysłem. Broadband over powerlines (BPL) wykorzystuje sieć energetyczną do zapewnienia łączności z Internetem. Jednak wykorzystanie linii energetycznych do rozszerzenia zakresu czujników otoczenia i zmniejszenia ich zużycia energii to nowość.
Prototyp naukowców zużywa mniej niż jeden miliwat energii podczas przesyłania danych do anteny linii energetycznej, a mniej niż 10 procent tej mocy jest wykorzystywane do komunikacji. Przyszłe wersje, mówi Patel, zmniejszą ilość energii zużywanej przez czujnik do obliczeń, a także będą zawierać antenę odbiorczą do dwukierunkowej komunikacji między czujnikami a stacją bazową. Może to umożliwić czujnikowi zaakceptowanie potwierdzenia, że wszystkie dane zostały prawidłowo odebrane.
Patel, który założył domowy start-up monitorujący energię o nazwie Zenzi, który został sprzedany firmie Belkin na początku tego roku, uruchomił kolejną firmę, która ma skomercjalizować SNUPI. Podejrzewa, że podejście to może być wykorzystywane nie tylko do monitorowania jakości powietrza w domach – może być również wykorzystywane do zbierania danych z czujników do noszenia lub wszczepionych urządzeń medycznych. W rzeczywistości, jak mówi Patel, wstępne badania wykazały, że popularny krokomierz o nazwie FitBit, który przesyła dane do stacji bazowej bezprzewodowo, może wytrzymać rok na jednym ładowaniu, zamiast obecnego 14-dniowego czasu trwania, przy zastosowaniu schematu SNUPI.