211service.com
Sensorer bruger bygningens elektriske ledninger som antenne
Trådløse sensorer spredt ud over en bygning kan overvåge alt fra luftfugtighed og temperatur til luftkvalitet og lysniveauer. Dette virker som en god idé - indtil du overvejer besværet og omkostningerne ved at udskifte sensorernes batterier hvert par år. Problemet er, at de fleste trådløse sensorer transmitterer data på en måde, der dræner batteriet.
Bit dribler: Denne sensor sender data trådløst til kobberledningerne inden for en bygnings vægge. Ledningerne sender signalet til en basestation, der er tilsluttet en stikkontakt.
Forskere ved University of Washington har fundet på en måde at reducere mængden af strøm, som en sensor bruger til at transmittere data ved at udnytte de elektriske ledninger i en bygnings vægge som en antenne, der udbreder signalet. Tilgangen udvider en trådløs sensors rækkevidde, og det betyder, at dens batteri kan holde op til fem gange længere end eksisterende sensorer, siger forskerne.
Teknologien, kaldet Sensor Nodes Utilizing Powerline Infrastructure (SNUPI), sender et lille snavs af data trådløst med en frekvens, der resonerer med kobberledningerne i en bygnings vægge, siger Shwetak Patel , professor i datalogi og elektroteknik ved University of Washington. Kobberledningerne, som kan være op til 15 fod væk fra sensorerne, opfanger signalet og fungerer som en kæmpe modtageantenne, der sender dataene ved 27 megahertz til en basestation, der er tilsluttet en stikkontakt et sted i bygningen.
Powerline har en forstærkende effekt, siger Patel. Mens mange laveffektsensorer kun har en rækkevidde på få fod, siger han, kan hans prototypesensorer dække det meste af et 3.000 kvadratmeter stort hjem. I de fleste trådløse sensorsystemer, siger Patel, hæmmer vægge transmission af sensordata, men med SNUPI, jo flere vægge i hjemmet, jo bedre fungerer vores system. Der vil blive fremlagt et papir, der beskriver arbejdet Ubiquitous Computing konference i København, Danmark, i september.
De fleste akademiske forskning i indbyggede sensorknuder har set på bygningsinfrastruktur som et problem, siger Matt Reynolds , professor i elektro- og computerteknik ved Duke University. Patels arbejde er interessant, fordi det vender problemet på hovedet, siger han. Bygningens ledninger er en del af løsningen snarere end en del af problemet.
At bruge strømledninger til at overføre data er ikke en ny idé. Bredbånd over elledninger, eller BPL, bruger strømnettet til at levere internetforbindelse. Men at bruge elledninger til at udvide rækkevidden af omgivende sensorer og reducere deres strømforbrug er nyt.
Forskernes prototype bruger mindre end én milliwatt strøm, når de transmitterer data til powerline-antennen, og mindre end 10 procent af den strøm bruges til kommunikation. Fremtidige versioner, siger Patel, vil reducere mængden af strøm, sensoren bruger til beregning, og vil også omfatte en modtageantenne til tovejskommunikation mellem sensorerne og basestationen. Dette kan gøre det muligt for sensoren at acceptere bekræftelse af, at alle data er blevet modtaget korrekt.
Patel, der grundlagde en in-home energiovervågning startup kaldet Zenzi, der blev solgt til Belkin tidligere på året, har lanceret et andet firma for at kommercialisere SNUPI. Han har mistanke om, at tilgangen kan bruges til mere end overvågning af luftkvaliteten i boliger – den kan også bruges til at indsamle data fra bærbare sensorer eller implanteret medicinsk udstyr. Faktisk, siger Patel, har foreløbige undersøgelser vist, at den populære skridttæller kaldet FitBit, som sender data til en basestation trådløst, kunne holde i et år på en enkelt opladning, snarere end dens nuværende varighed på 14 dage, ved at bruge SNUPI-ordningen.