Je leest:

Slim onder water communiceren

Slim onder water communiceren

Auteur:

Een slim netwerk van tientallen sensoren, die onder water nauwkeurig en goedkoop bijhouden hoe groot een olieveld is, welke schade er is aan koraalriffen en reddingswerk makkelijker maken. Daaraan werken onderzoekers van de Universiteit Twente binnen het STW-project SeaSTAR. Onlangs waren proeven in Noorwegen en een recreatiepark om het systeem te testen.

Onder water communiceren is een stuk lastiger, dan erboven. Radiosignalen werken er bijvoorbeeld niet. Daarom wordt onder het wateroppervlak gecommuniceerd via geluid.

“Maar de huidige technologie kan nog flink worden verbeterd. Nu wordt vaak tussen een schip en een sensor op de bodem gecommuniceerd, die bijvoorbeeld informatie doorgeeft over een olieveld. Die sensor is duur en kost al snel tegen de tienduizend euro. Bovendien zijn ze niet geoptimaliseerd in hun energieverbruik en worden ze vaak maar kort gebruikt. Wij willen een systeem maken dat continu langere tijd monitort met sensoren van vijfhonderd euro per stuk”, zegt promovendus Wouter van Kleunen van de vakgroep Pervasive Systems (Universiteit Twente). Die groep is projectleider van het door STW gefinancierde onderzoek.

Blue linckia starfish
Een slim sensornetwerk gaat de invloed van de mens op het Great barrier reef na.

Koraalriffen

Niet alleen de Universiteit Twente werkt aan een dergelijk systeem. Oliemaatschappij SHELL ontwikkelt bijvoorbeeld ook een slim netwerk van robotvisjes met sensoren om olievelden in kaart te brengen. Daarnaast zijn er tal van andere toepassingen mogelijk. Bijvoorbeeld om koraalriffen in kaart te brengen.

“Met ons systeem kunnen we nagaan wat de invloed is van de mens. We hebben daarover al contact met het The Australian Institute of Marine Science over het monitoren van het Great Barrier Reef. Daarnaast hebben we contact met het Koninklijk Nederland Instituut voor Onderzoek der Zee over monitoring in de Noord- en Waddenzee. Ook bij reddingsoperaties komt het systeem van pas, met name wanneer je precies wilt weten waar je al wel en nog niet geweest bent.”

Maar zover is het nog niet. Met name vanwege problemen, die technologie hopelijk kan oplossen. Neem het opzetten van een netwerk onder water. Dat is lastig, omdat er een vertraging is bij het versturen van akoestische signalen tussen de sensoren.

“Boven water heb je daar geen last van, omdat de signalen met de snelheid van het licht gaan. Bij communicatie onder water met geluid plant het signaal zich langzamer voort en is er een vertraging van een seconde per vijftienhonderd meter. Tussen een sensor en een schip of een boei is dat niet zo’n groot probleem. Maar bij een netwerk van vele sensoren onder water wel. Om energie en kosten te besparen willen we de sensoren alleen op bepaalde tijden laten communiceren, daardoor is het belangrijk dat ze precies op dezelfde tijd werken.”

Dscn0224
Een onderwatersensor die werd getest in Twente.
Wouter van Kleunen

Positie bepalen

Als oplossing maken Van Kleunen en collega’s wiskundige algoritmes, die de posities van onderwatersensoren bepalen. “We ontwikkelen ook speciale referentienodes, die onder water worden geplaatst en een door ons gecontroleerde tijd en positie hebben. De overige sensoren bepalen de tijd en afstand via deze nodes. Dat is te vergelijken met een satelliet die bij GPS info de tijd en afstand doorgeeft aan een navigatiesysteem.”

Daarnaast kan veel minder informatie onder water worden verzonden, dan erboven. “Onze ultrasone signalen zitten tussen de 20 en 30 kilohertz. Er zijn grote verschillen met radiosignalen, die gigahertzen aan bandbreedte beschikbaar hebben. In onze test in een vijver van recreatiepark Het Rutbeek communiceerden de sensoren met 100 bits per seconde. Dit betekent dat ze maar weinig informatie naar elkaar kunnen sturen. Daarom moet slim worden omgegaan met de bandbreedte die beschikbaar is. Positiebepaling en het verzamelen van gegevens moet met zo min mogelijk communicatie worden gerealiseerd.”

Van Kleunen en collega’s deden onlangs testen in Noorwegen en Het Rutbeek. “Daar hebben we veel data verzameld, die we gaan bestuderen. Volgend jaar moet er een systeem zijn dat via een netwerk van sensoren onder water communiceert en de positie bepaalt. Het kan daarna snel ontwikkeld worden en op de markt komen.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 07 juni 2013

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE