NOWi wykorzystuje rozwiązanie Nordic w zakresie komórkowej technologii IoT do wykrywania wycieków z rur i oszczędzania wody

NOWi Sensors to startup technologiczny z siedzibą w Connecticut, który opracowuje ultraenergooszczędne, komórkowe systemy monitorowania wody do śledzenia jej zużycia oraz wykrywania wycieków z rur w nieruchomościach komercyjnych, przemysłowych i instytucjonalnych. Ekonomiczne i łatwe w instalacji systemy pomagają ograniczyć szkody spowodowane przez wodę i marnotrawstwo, zmniejszyć koszty napraw i konserwacji, bez konieczności ingerencji w instalację wodociągową budynku.

– Wszystko, co jest związane z wodą, w końcu zaczyna przeciekać, a to jest ogromny problem. Nasz pomysł zrodził się dzięki naszemu pierwszemu klientowi, który jest operatorem budynków wielorodzinnych. Zaczął nam opowiadać o wszystkich wyciekach, które występowały w jego nieruchomości i które były kosztowne. Zrozumieliśmy więc, że możemy wykorzystać do tego czujniki – powiedział Charles Fayal, współzałożyciel NOWi, wyjaśniając powód, dla którego firma powstała.

Podobne czujniki nie były wówczas realną opcją. Były zbyt drrogie i przeznaczone do indywidualnych domów korzystających z jednej sieci Wi-Fi, albo do dużych przestrzeni komercyjnych. Obecnie NOWi rozszerzyła swoją działalność z budynków mieszkalnych na uniwersytety, zakłady produkcyjne i inne obiekty.

Monitorowanie rur i liczników

Portfolio produktów NOWi obejmuje:

• Monitor rur – zaawansowany, ultradźwiękowy czujnik zaciskowy, który można zamontować na rurach w dowolnym miejscu budynku, w tym na pionach (pionowych rurociągach transportujących wodę w górę budynku) i odgałęzieniach (drugorzędnych rurach odchodzących od głównej linii), w celu lokalizacji wycieków i zużycia wody.
• Monitor wodomierza – nieinwazyjne, zasilane bateryjnie urządzenie do monitorowania zużycia wody, które płynnie łączy się z wodomierzem budynku. Mierzy całkowity przepływ wody w budynku, wyszukując nietypowe wzorce zużycia, które mogą wskazywać na wyciek lub uszkodzenie rur.

W przypadku obu czujników firma NOWi początkowo wybrała system w pakiecie (SiP) Nordic nRF9160, a następnie przeszła na system w pakiecie Nordic nRF9151 – kompaktowy moduł firmy Nordic, który zapewnia urządzeniom IoT łączność komórkową, satelitarną i sieciową oraz posiada wbudowany procesor aplikacyjny o dużej mocy. Jest to rozwiązanie IoT o najniższym zużyciu energii, charakteryzujące się długą żywotnością baterii. Ponadto firma NOWi wykorzystała nRF Connect SDK – ujednolicony, skalowalny zestaw narzędzi programistycznych firmy Nordic do tworzenia energooszczędnych produktów IoT we wszystkich rodzinach urządzeń Nordic.

Ograniczenia dotyczące szybkości i niezawodności

Przed wprowadzeniem rozwiązania Nordic firma NOWi korzystała z sieci Long-Range Wide Area Network (LoRaWAN) – protokołu komunikacji bezprzewodowej o niskim poborze mocy i dużym zasięgu, stosowanego w urządzeniach IoT, które muszą przesyłać niewielkie ilości danych na duże odległości, zużywając przy tym bardzo mało energii. W połączeniu z komponentami poprzedniego dostawcy stworzyło to funkcjonalną sieć, która była wystarczająca, ale stosunkowo wolna.

Kolejną kwestią była efektywność energetyczna, która ma kluczowe znaczenie dla czujników zasilanych bateryjnie działających w sieci.

– Nasz monitor liczników działa na baterię. Nieustannie wysyła dane i posiada algorytm, który również zużywa dużo energii. Potrzebowaliśmy więc urządzenia energooszczędnego. Dzięki PSM (Smart Power Saving Mode) od Nordic możemy teraz osiągnąć 100% oszczędności energii, a czujniki działają prawie dwa razy dłużej – stwierdził Charles Fayal.

Oszczędność energii i łatwe naprawy

Łącząc nRF9151 SiP i nRF Connect SDK, NOWi uzyskało impuls, którego potrzebowało do monitorowania rur i liczników. Układ nRF9151 SiP został wybrany ze względu na swoje rozmiary, zużycie energii i koszt. Oprócz tego zapewnia ochronę każdego wdrożenia przez PSM, nawet podczas pracy w sieci, która go nie obsługuje. Znacznie wydłuża to żywotność baterii.

Firma NOWi była w stanie w pełni wykorzystać „prostotę wdrożenia” oferowaną przez nRF Connect SDK opartemu na Zephyr, nie tylko była w stanie wdrożyć swoją prototypową sieć w ciągu zaledwie kilku dni, ale dostępne stosy oprogramowania pozwoliły jej na szybsze wprowadzanie zmian i udoskonalanie produktu.

– Frameworki oprogramowania używane przez Nordic są po prostu niesamowite. Bardzo podoba nam się poziom abstrakcji i kontroli. Udało nam się też zmniejszyć naszą płytkę – oznajmił Fayal podkreślając również wyjątkowe wsparcie dla programistów oferowane przez Nordic.