211service.com
Senzory používají jako anténu elektrické vedení budovy
Bezdrátové senzory rozmístěné po celé budově mohou monitorovat vše od vlhkosti a teploty až po kvalitu vzduchu a úroveň osvětlení. Zdá se to jako dobrý nápad – dokud nezvážíte potíže a náklady na výměnu baterií senzorů každých pár let. Problém je v tom, že většina bezdrátových senzorů přenáší data způsobem, který spotřebovává energii baterie.
Bitový driblér: Tento senzor bezdrátově odesílá data do měděných kabelů ve zdech budovy. Kabeláž přenáší signál do základnové stanice zapojené do zásuvky.
Výzkumníci z University of Washington přišli na způsob, jak snížit množství energie, kterou senzor používá k přenosu dat, a to využitím elektrického vedení ve zdech budovy jako antény, která šíří signál. Tento přístup rozšiřuje dosah bezdrátového senzoru a znamená to, že jeho baterie může vydržet až pětkrát déle než stávající senzory, říkají výzkumníci.
Technologie nazvaná Sensor Nodes Utilizing Powerline Infrastructure (SNUPI) posílá malý pramínek dat bezdrátově na frekvenci, která rezonuje s měděným vedením ve zdech budovy, říká Shwetak Patel , profesor informatiky a elektrotechniky na Washingtonské univerzitě. Měděná kabeláž, která může být od senzorů vzdálena až 15 stop, zachytí signál a funguje jako obří přijímací anténa, která přenáší data na frekvenci 27 megahertzů do základnové stanice zapojené do elektrické zásuvky někde v budově.
Powerline má zesilující efekt, říká Patel. Zatímco mnoho nízkoenergetických senzorů má dosah jen několik stop, říká, jeho prototypové senzory mohou pokrýt většinu domu o rozloze 3000 čtverečních stop. Ve většině schémat bezdrátových senzorů, říká Patel, stěny brání přenosu dat senzorů, ale u SNUPI platí, že čím více stěn v domácnosti, tím lépe náš systém funguje. Na konferenci bude prezentován příspěvek popisující práci Všudypřítomná výpočetní technika konference v dánské Kodani v září.
Většina akademických výzkumů v oblasti senzorových uzlů v budově se zabývala budováním infrastruktury jako problémem, říká Matt Reynolds , profesor elektrotechniky a počítačového inženýrství na Duke University. Patelova práce je zajímavá, protože staví problém na hlavu, říká. Elektroinstalace budovy je spíše součástí řešení než součástí problému.
Použití elektrického vedení k přenosu dat není nový nápad. Širokopásmové připojení přes elektrické vedení neboli BPL využívá k poskytování připojení k internetu elektrickou síť. Ale použití elektrických vedení k rozšíření dosahu okolních senzorů a snížení jejich spotřeby energie je nové.
Prototyp výzkumníků spotřebovává méně než jeden miliwatt energie při přenosu dat do antény elektrického vedení a méně než 10 procent této energie se používá pro komunikaci. Budoucí verze, říká Patel, sníží množství energie, kterou senzor používá k výpočtu, a budou také obsahovat přijímací anténu pro obousměrnou komunikaci mezi senzory a základní stanicí. To by mohlo umožnit senzoru přijmout potvrzení, že všechna data byla přijata správně.
Patel, který založil domácí startup pro monitorování energie s názvem Zenzi, který byl prodán společnosti Belkin na začátku tohoto roku, spustil další společnost na komercializaci SNUPI. Domnívá se, že tento přístup může být použit pro více než sledování kvality ovzduší v domácnostech – mohl by být také použit ke sběru dat z nositelných senzorů nebo implantovaných lékařských zařízení. Ve skutečnosti, říká Patel, předběžné studie ukázaly, že populární krokoměr nazvaný FitBit, který bezdrátově odesílá data do základnové stanice, by mohl při použití schématu SNUPI vydržet na jedno nabití rok, místo jeho současné doby 14 dní.