Revolutionair sensorsysteem beveiligt havens, bruggen en distributiecentra
Twents draadloos sensornetwerk werkt 10 keer zo efficiënt
Onderzoekster Ozlem Durmaz Incel van de Universiteit Twente heeft een
spectaculaire nieuwe methode ontwikkeld die draadloze sensor netwerken
tot 10 keer efficiënter kan laten werken. Zo'n revolutionair draadloos
sensornetwerk is zeer breed toepasbaar. Het kan bijvoorbeeld ingezet
worden als beveiliging van bruggen, havens en distributiecentra. Bij
transport en logistiek zorgt het voor een enorme toename van
efficiëntie, bijvoorbeeld in grote havens.
Om ingewikkelde, geautomatiseerde logistieke processen goed te laten
verlopen is een enorme hoeveelheid met elkaar communicerende sensoren
nodig. Tot nu toe slaagden wetenschappers er niet in om zoveel
apparaten storingsvrij met elkaar te laten communiceren. Bijvoorbeeld
in de haven van Rotterdam `praten' honderden rolcontainers,
vrachtwagens en vrachtschepen met elkaar. Dit kan nu al door een
netwerk van intelligente sensoren die draadloos met elkaar
communiceren. Tot op heden slopen er allerlei storingen in die
kakofonie van pratende apparaten. Dat technische probleem is nu
opgelost op een zeer ingenieuze manier door Ozlem Durmaz Incel van de
Universiteit Twente. Ze maakt gebruik van automatische communicatie
langs wisselende frequenties. Op die manier kunnen de sensoren altijd
met elkaar praten zonder andere sensoren te storen. Als het op de ene
frequentie niet lukt, schakelen ze automatisch over naar een andere
frequentie. Het sensornetwerk werkt nu storingsvrij op plaatsen waar
heel veel sensoren dichtbij elkaar veel informatie verzamelen en
verzenden.
Beveiliging
De doorbraak van Durmaz Incel zorgt ervoor dat havens, bruggen en
distributiecentra heel precies en heel efficiënt kunnen worden
beveiligd. Een voorbeeld is de beveiliging van bruggen. Bij de
detectie van schade aan bruggen moet onder andere de vibratie en de
windsnelheid gemeten worden, en dat door vele honderden sensoren
tegelijk. Het draadloze sensor netwerk moet dan in staat zijn om 500
monsters per seconde te verzamelen en te verzenden. Door dit goed te
monitoren kunnen vroegtijdig problemen worden opgespoord. Ook het
beveiligen van grote havens en distributiecentra kan nu veel beter.
Daar heb je vele duizenden sensoren die op een klein oppervlak zitten.
Door heel precies de omgeving te monitoren, kan bijvoorbeeld een
lekkage uit een vrachtschip vroegtijdig ontdekt worden.
De techniek
De Twentse onderzoekster ontwikkelde een multi-channel Multiple Acces
Control-protocol, die tegelijkertijd via meerdere kanalen data kunnen
versturen. Tevens heeft het een hoge energie-efficiënte en een grote
schaalbaarheid. Met dit nieuwe protocol is de snelheid aanzienlijk
verhoogd en kan er meer data verstuurd worden. Door gebruik te maken
van meerdere frequenties, kunnen de sensoren zelf het beste kanaal
kiezen waarlangs ze de informatie versturen. Daardoor is het netwerk
storingsvrij. In vergelijking met communicatie via één frequentie zie
je een verdubbeling in het verkrijgen van data. Verder is niet elke
sensor node is in staat om het basisstation te bereiken, maar kan wel
zijn data versturen naar een naastliggende sensor node. De ontvangende
sensor node berekent dan een gemiddelde waarde en verstuurd alleen die
data. Hierdoor is ook de snelheid van de dataoverdracht verhoogd.
Universiteit Twente