Onderzoekers ontwerpen bluetooth dat blijft werken zonder continue stroom

252
IIoT valkuilen Industrial IOT Bluetooth Consumer Packaged Goods
Illustratie: Mari Kova / Shutterstock.com

Als het aan TU Delft onderzoekers Jasper de Winkel en Przemysław Pawełczak ligt, dan is de toekomst van het Internet of Things (IoT) er één zonder batterijen. Ze hebben nu energiezuinige tweerichtingscommunicatie via intermittently-powered bluetooth aan hun arsenaal toegevoegd – voor probleemloze IoT-communicatie, zelfs als de energie even opraakt. Ze ontwierpen FreeBie: waarmee bluetooth kan blijven werken als de stroom op raakt.

Bluetooth en IoT

De wereld is hard op weg naar een alomtegenwoordig Internet of Things: biljoenen apparaten die metingen verrichten, berekeningen uitvoeren en met elkaar communiceren. “We willen dat deze apparaten geen gebruik maken van batterijen, want die zijn gevaarlijk, lomp en slecht voor het milieu”, zegt Jasper de Winkel. Met intermittent computing kunnen de apparaten hun essentiële taken foutloos uitvoeren, puur op basis van – sporadisch beschikbare (intermittent) – energie die uit de directe omgeving gewonnen wordt. “Het things-deel was al opgelost. Met intermittently-powered bluetooth voegen we daar nu het internet-deel aan toe.”

Van één– naar tweerichtingsverkeer

Eerdere oplossingen voor batterijloze communicatie ondersteunden alleen éénrichtingsverkeer, wat neerkomt op voldoende energie vergaren voor het versturen van data en vervolgens ‘hopen dat iets het signaal oppikt’. De TU Delft onderzoekers wilden het volledige potentieel van het bluetoothprotocol benutten: “Het is een van de meest gebruikte draadloze communicatieprotocollen wereldwijd”, zegt Przemyslaw Pawelczak. “Het belangrijkste is dat dit een tweerichtings-communicatieprotocol is, waardoor het onder andere firmware updates en configuratie op afstand mogelijk maakt.”

Bluetooth energiezuinig

Hun bluetooth-implementatie, FreeBie genaamd, is extreem energiezuinig. De Winkel: “Bij een standaard implementatie wordt de bluetoothchip in slaapmodus gezet als het IoT-apparaat even niet hoeft te communiceren. Door de netwerkstatus exact op te slaan, kunnen wij de chip volledig uitschakelen, waarmee we het energieverbruik tot een factor tien reduceren.”

Dit hebben ze voor elkaar gekregen met het gebruik van commercieel beschikbare hardware. Pawelczak: “Als wij onze oplossing zouden integreren in een speciaal ontworpen system-on-a-chip, dan zou dit de meest duurzame, energiezuinige bluetooth-implementatie zijn tot nu toe op de markt verkrijgbaar.” Grote fabrikanten van bluetoothchips hebben al hun interesse getoond.

Smartwatch

Met twee voorbeeld-implementaties hebben de onderzoekers laten zien dat hun nieuwe architectuur tot-nog-toe onvoorstelbare IoT-toepassingen mogelijk maakt: een batterijloze smartwatch op zonne-energie die de tijd en email-notificaties synchroniseert met een smartphone; en ook draadloos firmware updates uitgevoerd over bluetooth. “Dat was nog nooit gedaan onder intermittent-power.” De Winkel voegt toe: “We hopen dat dit ook de deur opent voor andere draadloze protocollen zoals intermittently-powered Wi-Fi, 5G, 6G; noem maar op.”

Meer informatie

De hardware en software van het FreeBie-systeem zijn als open source beschikbaar gemaakt en de onderzoekers zullen hun bevindingen in juni op MobiSys 2022 presenteren.

Bron: TU Delft

Lees ook:

close

Digitale Nieuwsbrief

SCHRIJF JE IN VOOR ONZE WEKELIJKSE NIEUWSBRIEF EN BLIJF OP DE HOOGTE VAN ALLE INDUSTRIËLE EN TECHNISCHE ONTWIKKELINGEN!

Door jouw inschrijving voor de nieuwsbrief, ga je akkoord met onze privacy voorwaarden.

Logo IndustrieVandaag
Dit nieuws is samengesteld door de redactie van IndustrieVandaag.