Polskie urządzenia będą badać grubość pokrywy śnieżnej na lodowcach

XX i XXI wiek to czas gwałtownych przemian klimatycznych w rejonach okołobiegunowych, którym z uwagą przyglądają się naukowcy. Danych do analizy będą im dostarczać także urządzenia stworzone przez Polaków. Pierwsze testowe sensory i bramki zostały już wysłane do Polskiej Stacji Polarnej Hornsund na Spitsbergenie. Autorami rozwiązania są inżynierowie z firmy BCAST.

BCAST to polski niezależny operator radiodyfuzyjny wyspecjalizowany w przesyle sygnałów RTV, z własnym działem badawczo-rozwojowym, specjalizującym się w perspektywicznych projektach technologicznych, tj. Internet Rzeczy. Wieloletnie doświadczenie w telekomunikacji oraz posiadana infrastruktura, w postaci obiektów nadawczych praktycznie w całej Polsce, pozwoliły firmie na zaprojektowanie i zaproponowanie potencjalnym partnerom możliwości utworzenia sieci IoT w oparciu o technologię LPWAN. W skład tego rozwiązania wchodzą zarówno bramki, czyli proste stacje bazowe, jak i zestaw referencyjnych sensorów oraz platforma zapewniająca komunikację pomiędzy tymi elementami. Rozwiązaniem zainteresowali się naukowcy z Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk, operatora Polskiej Stacji Polarnej Hornsund na Spitsbergenie.

Czym jest LPWAN?

LPWAN to akronim od Low Power Wide Area Network, czyli sieci Internetu Rzeczy opartej na dedykowanych stacjach bazowych oraz wykorzystującej do komunikacji urządzenia sensoryczne o niskim zapotrzebowaniu na energię. – Rozwiązania IoT wspomagają w coraz szerszym zakresie nie tylko funkcjonowanie domu, ale również biznesu i nauki. Z LPWAN możemy korzystać przede wszystkim w sytuacjach wymagających i nietypowych. Dane wysyłane przez czujniki w ustalonych, okresowych momentach, mają rozmiar do kilku kilobitów. Oznacza to, że wymagany pobór energii jest znikomy, stąd określenie „low power”, a sensory mogą pracować na jednej baterii od kilku do kilkunastu lat. Dzięki wykorzystaniu wysokich obiektów i częstotliwości radiowych z pasma ISM – częstotliwości do zastosowań przemysłowych, naukowych i medycznych – zapewnione są duże zasięgi zbierania danych w promieniu kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu kilometrów od pojedynczego obiektu – dlatego „wide area”. Całość pozwala na stworzenie relatywnie taniej w przygotowaniu sieci IoT obejmującej zasięgiem całe miasta – mówi Maciej Lipiński, członek zarządu BCAST odpowiedzialny za technologie i innowacje.

Dedykowane urządzenie przygotowywane na potrzeby Instytutu Geofizyki PAN nie jest pierwszym tego typu czujnikiem stworzonym w firmie. Niedawno BCAST zaprezentował podobne rozwiązanie przeznaczone do użytku w obszarach zabudowanych – badało ono temperaturę, ciśnienie i wilgotność powietrza. W portfolio BCAST znajduje się również sensor mierzący poziom hałasu w miastach ze zintegrowanym odbiornikiem GPS, co umożliwia tworzenie map głośności oraz prosty czujnik do śledzenia obiektów, również wykorzystujący system geo-lokalizacji. Aktualnie inżynierowie z działu R&D firmy opracowują kolejne sensory z przeznaczeniem do zastosowań miejskich, w tym najważniejszy, który będzie zbierał informacje dotyczące poziomu zanieczyszczenia powietrza i smogu.

Co będzie mierzył czujnik na Spitsbergenie?

Polskie urządzenie jest czujnikiem przeznaczonym „do zadań specjalnych”. Będzie ono zbierało dane odnośnie warunków atmosferycznych (temperatura, ciśnienie, wilgotność) oraz zmiany grubościpokrywy śnieżnej na lodowcu. Dane te, poprzez bramkę zmodyfikowaną odpowiednio do panujących w Arktyce warunków, będą na bieżąco przekazywane do Internetu i, z wykorzystaniem dedykowanej aplikacji, wizualizowane w intuicyjnej postaci. Dzięki temu możliwe stanie się prowadzenie ciągłego monitoringu tego, jak zmienia się okołobiegunowy klimat, z każdego miejsca na Ziemi. – Spitsbergen to miejsce, w którym doprowadzenie energii elektrycznej do „tradycyjnych” urządzeń pomiarowych jest znacząco utrudnione. Ponadto, w tym rejonie prowadzenie manualnego odczytu bezpośrednio z urządzeń to zajęcie bardzo niebezpieczne, przez wzgląd na ukształtowanie terenu, temperaturę, a także występujące w rejonie niedźwiedzie polarne. – mówi dr Bartłomiej Luks z Instytutu Geofizyki PAN. Nasze czujniki, przystosowaliśmy do pracy w ekstremalnych warunkach – wyposażone są w specjalne akumulatory, ich obudowy spełniają standardy IP66, a konstrukcja urządzeń pozwala im pracować nawet w temperaturach -30/-40 stopni – dodaje Maciej Lipiński z BCAST.

Pomiary pokrywy śnieżnej na lodowcach są dobrym przykładem praktycznego wykorzystania potencjału sieci LPWAN. Możliwości tej technologii nie kończą się jednak tylko na zbieraniu i przesyle informacji. Internet Rzeczy oparty na dedykowanych bramkach i sensorach znajduje bardzo szerokie spektrum zastosowań m.in. w przemyśle, do monitorowania i kontrolowania maszyn na terenie fabryki, a także wśród użytkowników prywatnych. Zaprezentowanie funkcjonowania urządzeń w ekstremalnych warunkach może przyczynić się do odkrycia potencjału, jaki drzemie w LPWAN i znacznej popularyzacji tej technologii.

BCAST to firma powstała w 2013 r., specjalizująca się w emitowaniu programów radiowych i telewizyjnych dla nadawców publicznych oraz komercyjnych. Usługi świadczy w oparciu o własną, a także współdzieloną infrastrukturę. Przedsiębiorstwo zajmuje się również kompleksowym prowadzeniem procesów inwestycyjnych związanych z budową nowych obiektów telekomunikacyjnych. BCAST posiada także swoje autorskie rozwiązanie DABCAST, pozwalające nadawcom radiowym na kreowanie i dystrybucję treści w technologii DAB+. Dzięki niemu firma, jako jedna z niewielu w Polsce, pozyskała dofinansowanie na badania i rozwój w ramach programu Unii Europejskiej Horyzont 2020 faza II. Więcej na temat firmy oraz rozwiązania znaleźć można pod adresami https://bcast.pl/ oraz http://dabcast.net/.