Das Haus als riesige Antenne

Forscher der Universität Washington haben eine neue Möglichkeit zur Nutzung des hausinternen Stromnetzes für die Sensordatenübertragung in intelligenten, selbstregulierenden Häusern der Zukunft entwickelt. Seine Kupferkabel dienen dabei als riesige Antenne, was kabellose Umweltsensoren mit sehr geringem Energiebedarf ermöglicht.

Das Problem heutiger Sensoren ist, dass sie Signale entweder nur über eine sehr kurze Distanz übertragen oder viel Energie und daher häufige Batteriewechsel benötigen. Nutzt man hingegen das hausinterne Stromnetz als Antenne (SNUPI – Sensor Nodes Utilizing Powerline Infrastructure), lassen sich sehr sparsame Sensoren zur Messung von beispielsweise Temperatur und Luftfeuchtigkeit in 3 bis 5 Meter Entfernung von Stromkabeln platzieren, die zur Übertragung der Sensordaten an eine zentrale Station irgendwo im Haus dienen. Wände sind in diesem Fall – Stromkabel in der Wand vorausgesetzt – sogar ein Vorteil für die Datenübertragung, während vielen WLAN-Nutzern die Probleme der Datenübertragung durch Wände leidlich bekannt sein dürften.

Bei einem Test in einem 270 Quadratmeter großen Haus maßen die Forscher die Netzabdeckung an fünf Punkten in jedem Raum. Bei gleicher Sendeleistung waren mit der herkömmlichen Datenübertragung durch die Luft 23 Prozent des Hauses außerhalb der Reichweite, während es unter Nutzung des Stromnetzes als Antenne lediglich 5 Prozent waren. In der Praxis soll der Stromverbrauch von SNUPI für die Datenübertragung lediglich 1 Prozent des Wertes des nächst effizientesten Sensormodells betragen. Bei den aktuellen Prototypen liegt der Verbrauch beim Senden unter einem Milliwatt, wovon wiederum weniger als 10 Prozent auf die Kommunikation entfallen.

Ein solches Gerät könnte, abhängig vom Sensor, bis zu 50 Jahre mit einer Batterie laufen, was allerdings die Haltbarkeit normaler Batterien bei weitem überschreitet – hier seien Batterien aus der Medizintechnik mit ihrer längeren Haltbarkeit eine denkbare Alternative. Allerdings arbeiten die Forscher bereits an noch sparsameren Sensoren, die ihren Energiebedarf durch Solarenergie oder Körperbewegungen decken könnten, und sehen sich ihrem Ziel bereits nahe. Diese Sensoren wären auch für die Medizintechnik interessant, wo sie zur Überwachung von Puls, Blutdruck und anderen Werten genutzt werden könnten, ohne dass die Patienten sich um einen Wechsel der Batterien kümmern müssten.