Draadloos sensornetwerk meet temperatuur en luchtvochtigheid in tomatenkas

Vorige week voltooide DevLab een succesvolle proef met een wireless sensor network (WSN) in een tomatenkas in De Lier. Zes weken lang functioneerde het experimentele draadloze netwerk van 40 nodes in deze uitdagende omgeving, en verzamelde data over temperatuur en luchtvochtigheid.

Al zo'n 15 jaar spreekt de wetenschap vol verwachting over 'smart dust'; piepkleine, slimme sensoren die je in een gebied zou kunnen 'uitstrooien' en die meteen data gaan verzamelen. Zulke mini-sensoren bestaan nog niet, maar in het kader van het project 'Storm' installeert DevLab wel al kleine kastjes van 2 bij 2 bij 5 cm in verschillende soorten omgevingen om sensordata te verzamelen. Deze sensoren zijn draadloos, en vormen zelf een netwerk door met elkaar te communiceren.

Nattevingerwerk

Een groente- of fruitteler is erg gebaat bij de gedetailleerde informatie uit zo'n sensornetwerk. Maar een kas is meteen ook een van de moeilijkste omgevingen voor een WSN, door de hoge luchtvochtigheid. Water absorbeert namelijk de 2,4 GHz radioberichten waarmee de draadloze sensoren communiceren. Binnen het onderzoeksproject Storm nam DevLab de uitdaging aan en installeerde een WSN in een tomatenkas van de grote Westlandse tomatenteler Lans.

Op dit moment werken telers vaak nog met dure, ouderwetse analoge meetboxen. "Digitale sensoren werken nog niet goed," vertelt teeltmanager Cees Maan van Lans. "Door de hoge vochtigheidsgraad in de kas gaan ze vaak stuk, of ze meten onmogelijke waarden."

Daarom gaat de teler vaak nog op zijn eigen gevoel en ervaring af. Hij weet bijvoorbeeld dat de onderkant van een plant 's ochtends nog flink koud kan zijn, ook al geeft de meetbox bovenaan 20 graden aan. "Je ziet het vaak aan hoe de plant erbij staat," weet Maan uit ervaring. "Aan de opbrengst in kilo's van een pad kun je ook zien of de kas kouder is bij een bepaalde gevel. Maar binnen een pad, of in de hoogte is het lastig verschil zien." Een stabiel draadloos sensornetwerk met vele meetpunten kan hier uitkomst bieden. Ook in een nieuw gebouwde kas kan een WSN van pas komen, omdat het snel en eventueel voor korte duur opgehangen kan worden, om te controleren of er warmtelekken zijn.

Zelforganiserend

Het systeem van DevLab verschilt op enkele cruciale punten van andere WSN systemen. Ten eerste werken de projectpartners met extreem goedkope MyriaNed sensors. Het uiteindelijke doel is om sensors te gebruiken die zo groot zijn als een 2-euromunt, en net zo veel kosten. De financiële drempel om extra sensoren op te hangen wordt zo verlaagd.

Daarnaast is het netwerk zelflerend en zelforganiserend. Het hoeft niet te worden 'geïnstalleerd'; de nodes beginnen zelf met elkaar te communiceren zodat sensorinformatie door het netwerk wordt gestuurd. Hierdoor is het systeem snel in te zetten of uit te breiden.

Storm (sensor technology on radio modules) is een coöperatief project van DevLab (een samenwerkingsverband van 12 technologische MKB's), Vrije Universiteit Amsterdam, de TU's van Delft, Eindhoven en Twente, Roessingh, Philips, Embedded Systems Institute en Holst Centre. De test in de tomatenkas in De Lier werd uitgevoerd door ICT-onderzoeksinstituut Almende (lid van DevLab).