Zwevende voertuigen in de lucht kunnen slimme sensoren verbinden met het internet der dingen.

Drones kunnen de sleutel zijn om grote aantallen slimme objecten met elkaar te verbinden om het internet der dingen (IoT) te creëren. KAUST-onderzoekers hebben aangetoond dat het gebruik van drones, ook bekend als onbemande luchtvaartuigen (UAV's), vliegen tussen clusters van IoT-objecten om hun gegevens te verzamelen, kan zeer efficiënt zijn.

"IoT-netwerken zullen een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we monitoren, controleren en communiceren met alles om ons heen, " zegt Osama Bushnaq, een doctoraat student in het laboratorium van Tareq Al Naffouri. Akkers kunnen worden gevuld met sensoren die het water- en nutriëntenniveau bewaken. Netwerken van sensoren die dieren in het wild detecteren, kunnen ook worden ingezet.

"Om IoT-netwerken mogelijk te maken, een groot aantal goedkope, zelfaangedreven sensoren nodig zijn, ", zegt Bushnaq. Traditionele draadloze gegevensoverdracht is voor dit doel niet geschikt vanwege de beperkte stroomvoorziening van elke sensor en de complexiteit van het aansluiten van zoveel apparaten.

UAV's verzenden om gegevens te verzamelen via low-power, korteafstandstransmissie zou een alternatief kunnen zijn, het overbrengen van de last van gegevensaggregatie van elke afzonderlijke sensor naar een enkele machine die autonoom kan terugkeren naar de basis om op te laden. De uitdaging ligt in het berekenen van de meest efficiënte benadering van gegevensverzameling om de missietijd te minimaliseren en de productiviteit te maximaliseren.

Stel je een veld voor dat willekeurig bedekt is met IoT-sensoren, zegt Bushnaq. "Het bestrijken van een klein gebied van het veld op elke zwevende locatie verbetert de communicatie tussen de UAV en de apparaten, het verminderen van de data-aggregatietijd, " legt hij uit. Echter, de UAV moet meer tijd besteden aan reizen tussen alle IoT-apparaten in het veld. Het minimaliseren van de totale missietijd omvat het optimaliseren van het UAV-dekkingsgebied, het aantal en de locatie van zweeflocaties, en het pad van de UAV tussen elke locatie.

Het team splitste het probleem op in onderdelen. Voor een bepaald aantal zwevende locaties, het team berekende eerst waar de optimale zweeflocaties zouden zijn. Vervolgens pasten ze het klassieke computerwetenschappelijke probleem van de reizende verkoper toe om de beste route tussen locaties te identificeren en de gegevensoverdrachtsnelheid te optimaliseren. "Het proces wordt herhaald voor verschillende aantallen zweeflocaties totdat een optimale afweging tussen zweef- en reistijden is verkregen, ", zegt Bushnaq. De aanpak verkortte de missietijd tot 10 keer voor een veld van 100 vierkante meter.

Het team test momenteel het idee om UAV's met IoT-sensoren te gebruiken voor branddetectie. "We onderzoeken hoe een dergelijk systeem kan worden gebruikt voor bosbranddetectie en de afweging tussen systeemkosten en betrouwbaarheid van branddetectie. ' Zegt Al Naffouri.