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. 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.

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 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 kunnen 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 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.

Ozlem Durmaz Incel promoveerde op 20 maart in de vakgroep Pervasive Systems van de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica. Het onderzoek vond plaats binnen het instituut Centre for Telematics and Information Technology. Ozlem Durmaz Incel werd begeleid door promotor prof. dr. Sape J. Mullender en assistent-promotor assoc. prof. ir. Pierre G. Jansen. Het onderzoek maakt deel uit van het project Smart Surroundings.