Inteligentne czujniki pobierają darmową energię elektryczną z otoczenia
Ograniczona pojemność akumulatorów w połączeniu z pogorszeniem ich wydajności w czasie stanowi nieustanne zagrożenie dla ciągłości łączności bezprzewodowej, która ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznego i efektywnego działania bezprzewodowych sieci sensorowych (WSN). Ponadto w miarę jak powstaje coraz więcej WSN, utylizacja zużytych baterii staje się problemem w kontekście ochrony środowiska. W ramach projektu SWAP (Symbiotic wireless autonomous powered system) naukowcy opracowali nową technologię, umożliwiającą czujnikom bezprzewodowym pozyskiwanie energii z otoczenia (ze źródeł fotowoltaicznych i termalnych). Czujniki takie można z łatwością zamontować w dowolnym miejscu, a ponadto są one autonomiczne i nie wpływają negatywnie na środowisko. Zespół SWAP opracował zaawansowaną platformę sensoryczną, składającą się z wysokowydajnego nadajnika-odbiornika pracującego w zakresie częstotliwości radiowych, mikrokontrolera małej mocy, akumulatora energii i modularnego systemu zbierania energii. Badacze przeprowadzili z powodzeniem prace nad systemem SWAP, zarówno w zakresie konstrukcji sprzętu, jak i oprogramowania komunikacyjnego. Analiza najnowocześniejszych urządzeń bezprzewodowych, technologii zbierania energii i algorytmów kompresji stratnej (tj. takich, w których część informacji jest tracona) wyznaczyła drogę do opracowania konstrukcji prototypu. Łączy on możliwości obliczeniowe ze zmniejszonym zużyciem energii i protokołem komunikacyjnym zgodnym ze standardami IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) i IETF (Internet Engineering Task Force). Aby przetestować działanie czujników bez akumulatorów, wybrano dostępny na rynku węzeł czujników. Rejestrator danych LoadSensing, który przechwytuje emisje z routera Wi-Fi, bezprzewodowo przesyła dane w czasie rzeczywistym. Film wideo przedstawiający działanie czujnika LoadSensing można znaleźć na stronie internetowej SWAP. Prototyp SWAP oznacza ważny postęp w dziedzinie WSN dzięki połączeniu elektromagnetycznego systemu zbierającego energię z systemem solarnym. Wymienne systemy zbierające energię są najlepszym rozwiązaniem w wielu różnych środowiskach. Omawiany projekt może zatem doprowadzić do stworzenia WSN, które można będzie ładować z systemów elektromagnetycznych i solarnych umieszczonych na elektromagnetycznym podłożu z materiału tekstylnego, politereftalanu etylenu lub papieru.
Słowa kluczowe
Elektryczność, energia odnawialna, zbieranie energii, monitorowanie środowiska, bezprzewodowe sieci sensorowe
