0
Hopp til hovedinnhold

Forlenger batterienes levetid

Ny dataprogrammering utvider levetiden til sensorbatterier. Det gir mindre nedetid og lavere utgifter til vedlikehold for industrien. 

Artikkelen er mer enn ett år gammel, og kan inneholde utdatert informasjon.

Ajith Kumar
Ajith Kumar disputerer på UiA i disse dager på en avhandling om effektivisering av batterier i trådløse nettverk. (Foto: Øyvind Ganesh Eknes)

Trådløse nettverk (Wireless Sensor Network, WSN) 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 sensornode og sentral som eventuelt varsler om avvik.

Kommunikasjonen i trådløse nettverk er energikrevende. Helt siden starten av den digitale revolusjon og veksten av trådløse varslingssystemer og IoT  (Internet of Things), 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 doktoravhandlingen til Ajith Kumar. Han disputerer i disse dager for doktorgraden ved UiA og har vært stipendiat ved Høgskulen på Vestlandet.  

– 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 og dermed varer sensornettverket lenger, sier Kumar.

På fagspråket kalles dette å designe en protokoll og installere og sette den i drift på sensornoder, det vil 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.

I tillegg til utfordringen rundt batterilevetiden, har doktorgradsarbeidet handlet om å sikre stabiliteten i systemet slik at både energieffektive løsninger og høy kvalitet på prosesskontroll blir ivaretatt. Det er viktig å standardisere slike løsninger for at ulike sensorer kan virke sammen i store trådløse nettverk.

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 andre Internet of Things. Da blir det viktig å programmere energieffektive styringssystemer for nettverkene, sier Kumar. 

Les mer i avhandlingen A Dual-Mode Adaptive MAC Protocol for Process Control in Industrial Wireless Sensor Networks