Trådløse nettverk overvåker og kontrollerer lys, temperatur og andre prosesser på oljeplattformer og i fabrikker, næringsbygg og privathjem. Sensorene i disse nettverkene utfører trådløs kommunikasjon seg imellom og til en sentral som eventuelt varsler om avvik.

Kommunikasjonen i trådløse nettverk krever mye energi. Helt siden starten av den digitale revolusjon har batterikapasitet vært en sentral utfordring.

Ved Universitetet i Agder (UiA) har flere doktorgradsstipendiater forsket på nye metoder for å få sensornettverk til å leve lenger. Det gjelder også Ajith Kumar, som nylig har levert doktorgraden sin. 

• Les også: Derfor mister batterier peppen

Mer effektivt nettverk

– I min forskning dreier det seg ikke om utvikle nye og sterkere batterier, men om å optimalisere datatrafikken og datasystemet på en slik måte at batteriene tappes for mindre kraft. Dermed varer sensornettverket lenger, sier Kumar.

På fagspråket kalles dette å utvikle en protokoll og installere og sette den i drift på sensornoder. Enklere sagt vil det si å lage regler som styrer kommunikasjon og dataoverføring i nettverket.

– Poenget er å forbedre og optimalisere protokollen slik at nettverket drives mest mulig effektivt, sier forskeren.

• Les også: Silisium gir sprut til batteriene

Dyrt vedlikehold

Verken batterier eller sensorer er i seg selv dyre, men det koster å sende ingeniører ut på olje- og gassplattformer i Nordsjøen eller andre steder for å skifte sensornodene. Derfor er det så viktig å finne frem til nye og effektive styringsprogram for nettverkene.

– Ofte må hele eller store deler av plattformene i Nordsjøen, eller maskinparken i en fabrikk på land, stenges ned for å bytte batterier på noen få sensorer, sier Kumar.

Han minner om at det ofte er høye temperaturer i maskinene hvor sensorer og batterier befinner seg.

– Hvis batteriene får utvidet levetid, blir det mindre nedetid på anleggene og mindre utgifter til vedlikehold, sier Kumar.

Kumar gjør oppmerksom på at behovet for stadig mer energieffektive trådløse nettverk vil øke i tiden fremover.

– All trådløs nettverkskommunikasjon via sensorer og sensornoder er avhengig av effektiv dataoverføring via internett. I fremtiden blir det enda mer trafikk via internett fra mobiltelefoner, mobilnettverk og mikroprosessorer i elektronisk utstyr og lignende. Da blir det viktig å programmere energieffektive styringssystemer for nettverkene, sier Kumar.

Referanse:

Kumar, A. A Dual-Mode Adaptive MAC Protocol for Process Control in Industrial Wireless Sensor Networks. Doktorgradsavhandling ved Universitetet i Agder (2017)