Elektriciteitsnet ingezet als domotica-antenne

Onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om het elektriciteitsnet in huizen of andere gebouwen als antenne in te zetten. Op die manier zou informatie met zuinige, draadloze sensors, verspreid over het huis, kunnen worden uitgewisseld.

Het gebruik van de elektrische bekabeling van huizen vergroot de inzetbaarheid van draadloze sensors, zo stellen de onderzoekers van de Washington-universiteit en het Georgia Institute of Technology. Volgens hen kunnen de sensors worden gebruikt in home automation-toepassingen, maar zijn ook medische toepassingen denkbaar. Zo zouden onder meer goedkope, zuinige sensors kunnen worden ingezet om de temperatuur, luchtvochtigheid en luchtkwaliteit in huis te meten.

De data die de sensors verzamelen, kan draadloos worden verstuurd en worden opgepikt door de elektriciteitsdraden in de muren van het huis, aldus de onderzoekers. Sensors hoeven op die manier slechts enkele meters te overbruggen om hun signaal aan de koperen draad van het elektriciteitsnet door te geven. Dat vergt uiteraard minder energie dan grotere afstanden overbruggen. De optimale frequentie waarbinnen de elektriciteitsbedrading signalen verwerkt, bedraagt 27MHz, zo ontdekten de onderzoekers. De signalen kunnen worden opgepikt door een ontvanger in het lichtnet te prikken.

De onderzoekers doopten het ontwikkelde systeem SNUPI, of Sensor Nodes Utilizing Powerline Infrastructure. De sensors die zij bouwden, gebruiken slechts 1mW tijdens het verzenden van data, waarvan slechts tien procent voor de daadwerkelijke data-overdracht benodigd was. Sensors zouden dankzij het systeem kunnen worden ingezet en vrijwel nooit een verse batterij nodig hebben. Dat zou domotica moeten stimuleren, is de redenatie van de onderzoekers.

Reacties (70)

DIt is toch gewoon het toepassen van bestaande techniek?
Het is tenslotte al mogelijk om UTP data over het lichtnet te sturen.

De meeste 'nieuwe technologieen' zijn toepassingen van reeds bestaande technieken. Echter de toepassing maakt het nieuw: UTP data wordt over het algemeen niet gebruikt om je huis te monitoren met sensoren. Ik vraag me alleen af hoe veilig dit is als je andere soorten sensoren hebt, zoals de waarname van de locatie van personen in een huis. Dan zou je (in theorie) in kamer A in kunnen breken, omdat je weet dat iedereen in kamer C zit. Als de sensor dan aangeeft dat ze naar kamer B komen wordt het tijd om weg te gaan... Klinkt vergezocht, maar er hoeft maar één 'gek' te zijn die op deze manier z'n inbraken gaat plegen en velen zullen volgen.

Waar ik veel meer mee zou zitten, is dat iedereen NOG makkelijker toegang heeft tot (mijn) data. Met Powerline is het al bewezen dat als de buurman hetzelfde setje als jouw heeft, hij toegang kan krijgen tot jouw netwerk dus waarom zou dat hier niet ook mee kunnen?

Volgens mij was het hele zwakte punt van powerline juist dat je alleen een netwerk hebt op dezelfde groep, dan wordt het wel heel onwaarschijnlijk dat iemand buiten jouw huis er iets mee kan. (dacht ik).

Deze techniek betreft draadloze overdracht van gegevens en niet over de draad zelf wat jij bedoeld.

De gegevens worden bij deze toepassing draadloos verstuurd naar... een draad. De elektriciteitskabels fungeren als antenne maar ze vervoeren uiteraard ook het signaal doorheen de verschillende kabels: de kabel pikt het signaal op, waardoor dat signaal ook 'op de kabel zit', net zoals bij powerline ethernet systemen. Dus de zwaktes die je bij dat systeem hebt/zou hebben, zijn hier ook van toepassing.

Volgens mij heeft Powerline een afstandsbeperking en geen groepenbeperking. Kan ik me ook haast niet voorstellen. Voor Powerline zou hetzelfde moeten gelden als voor WiFi. Zorg voor een versleutelde verbinding om afluisteren tegen te gaan.

Omdat deze techniek de powerline gebruikt als antenne voor verspreiden van draadloos signaal geld ook hiervoor dat je het signaal moet versleutelen.

Werkt het niet hetzelfde als draagbare mediaplayers met ingebouwde radio. Waarbij de draad van de oordopjes ook gebruikt wordt als antenne? (Maar dan andersom, zendantenne ipv ontvangstantenne)

Powerline gaat gewoon over groepen heen. Heb zelf Devolo 200Mbit set in gebruik en die gaat over diverse groepen heen.

De encryptie gaat via RSA, dan ben je een knappe kerel als je dat even realtime gaat afluisteren.

Correct, maar niet over fases. Daarnaast zou het PLC-signaal niet door de hoofdzekering die elke woning heeft heen moeten gaan.

Het is niet de hoofdzekering die het signaal tegenhoudt. Het is de energiemeter die de filtering verzorgt. Hierdoor kunnen de buren niet meegenieten van jouw data.

Een hoofdzekering is toch gewoon een metalen draad in een porseleinen behuizing? Wat zou het signaal moeten tegenhouden?

Want jij hebt een frequentiefilter in je hoofdzekering?

De zekering of automaat gaat de RF niet stoppen, dat gebeurt meestal in de meter waar de RF afsterft in de spoelen die er in zitten.

Gaat dat straks met digitale meters ook nog op?

Hoe kom je er bij dat RSA-encryptie wordt gebruikt voor de data? Het lijkt me waarschijnlijker dat een gewone AES verleuteling wordt gebruikt en hoogstens de sleutel met RSA wordt verstuurd.

Er is bewezen dat het mogenlijk is (Test was dacht ik wel in amerika, dus daar ligt het mogenlijk anders) .

Hoe? Ik weet het niet, ik heb geen ervaring met powerline.

Ik dacht dat het probleem was dat je op dezelfde groep moest zitten.

Maar ik deel je bezorgtheid omdat hier het versturen/ontvangen gratis is. Tenzij de setjes hardware matig een encoding hebben lijkt me dit alleen goed voor bv lichtsensoren ofzo.

Ik denk zelfs niet dat het aftappen van jouw elektriciteitsnet het grootste probleem zal zijn.
Een groter probleem is dat je de sensor niet kan zeggen op welke elektriciteitsdraad hij zijn data moet gaan verzenden.
In appartementsblokken kan het dus best zijn dat de dichtstbijzijnde draad (en dus antenne) die van je buurman is en niet die van jezelf.

Best nog even je data versleutelen dus als het om gevoelige data gaat (temperatuur is dat nu eenmaal niet in de meeste gevallen) ... maar dat zorgt dan wel weer voor een hoger energieverbruik.

Het lijkt me meer dan aannemelijk dat dit systeem niet van buiten het huis valt uit e lezen. (Internet over powerline werkt alleen in het huis waar het toegepast wordt, het gaat niet voorbij de meterkast)

Het lijkt me dus handiger voor een inbreker om te kijken waar het licht uit is als hij met alle geweld in wil breken in een huis waarbij de bewoners thuis en wakker zijn. Verder kan hij dan gewoon luisteren of kijken of er plots een licht in de kamer naast hem aan gaat, dat is toch wat sneller dan zo'n sensor af lezen.

Het klopt niet helemaal, de powerline connectors van belkin claimen zelfs in de handleiding dat ze over meerdere kringen signaal hebben. Deze connectors hebben een random key die eenmalig gesynchroniseerd dient te worden en daarna vast opgeslagen wordt in het apparaat.

Vermoedelijk zal hier ook zeer sterke encryptie op komen, anders is deze technologie kansloos.

Nee, je gebruikt het elektriciteitsnet als antenne. De sensor zit niet direct gekoppeld aan het electranet. Is dus wel even iets anders...

Nou nee, want als je netwerk over het lichtnet doet, dan gebruik je de kabels als transportmedium, hier gaat het om gebruik als antenne. De sensor hoeft dus geen fysieke verbinding te hebben met een wandcontactdoos, hetgeen bij "lichtnet modems" wel noodzakelijk is...

In de bestaande techniek moet het signaal rechtstreeks op het koper worden gezet, en er ook weer rechtstreeks af worden gehaald.

De helft van deze actie valt hier weg, het signaal word draadloos aan het koper gegeven, en door de bestaande koperdraden getransporteerd naar de ontvanger.

wezenlijk anders dus

Het vernieuwende hiervan is dat de data draadloos vanuit de sensor naar de koperdraad wordt gebracht. Die adapters met een utp aansluiting moet je in je stopcontact steken, dit werkt volkomen draadloos.

UTP data

Je bedoelt ethernet verkeer. UTP is de kabel waar dat in de meeste gevallen overheen gaat, dus als dat over het electriciteitskabels gaat dan is dat al geen UTP meer

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 17 september 2010 10:08]

Wat zou je dan krijgen als je een paar krachtstroom kabels door je huis hebt lopen?

of...hoe is het ontvangst als er een paar elektromotoren draaien in de buurt (afzuiger, koelkast-motor, stofzuiger). Die dingen maken een rampzalig strooiveld waarbij meeste signalen weggedrukt worden

Als het goed is, zijn die stoor signalen zo'n 50 Hz of veelvouden daarvan. De uitgezochte 27 MHz zal daar wel redelijk bij vandaan blijven, om op het netwerk geen probleem te zijn. Maar inderdaad, het stoorveld in de lucht zal wel van invloed zijn.

Natuurlijk zijn die stoorsignalen (1 woord aub) niet alleen 50Hz of veelvouden ervan. Jij denkt duidelijk aan harmonischen, die opzich vast wel voorkomen maar niet de hoofdmoot vormen van de storing die door een stofzuigermotor, electrisch gereedschap, scheerapparaat, haardroger (niet afzuiger, niet koelkastmotor) worden veroorzaakt.

Al deze apparaten hebben gemeen dat ze door een universeelmotor worden aangedreven, waar koolborstels inzitten die vonken. De frequentie van die vonken zal ongetwijfeld wel iets van 50Hz en harmonische componenten bevatten, maar is normaal gesproken "all over the place", tot in de UHF-band aan toe!

Bij de koelkastmotor heb je alleen een korte storing als hij aan- en afslaat, indien voorzien van ouderwetse mechanische thermostaat.

Overigens zijn al deze stoorsignalen als het goed is binnen het apparaat al grotendeels onderdrukt, en daardoor weet je ook meteen waarom lichtnetcommunicatie vaak problematisch is: elk aangesloten gefilterd apparaat snoept een stuk van het signaal op, want ontstoring werkt doorgaans 2 kanten op.

Het 27MHz-verhaal heeft van die ontstoorfilters iets minder last (maar van de storingen alsnog wel, AM denk ik in wat mindere mate dan FM, maar dat is uit de losse pols), omdat nul- en phasedraad in gelijke mate als antenne zullen dienen, ten opzichte van aarde (en daar heb je dan wel weer meteen het overblijvende stukje probleem).

De krachtstroom die je in huis (en de meeste bedrijven) aantreft heeft een zelfde spanning tussen de fase en de nul als de 'gewone' 230 volt: De spanning van 3 fase 'krachtstroom' is tussen 2 fases zo'n 400 volt maar ten opzichte van de nul nog altijd 230 volt.

De stroom die door dergelijke kabels loopt kan/mag geen probleem opleveren: dat is zo'n 50 Hz, heel wat anders dan de 27 MHz voor het 'HF' verkeer.

Wel kan/zal het van invloed zijn op de andere signalering over het electriciteitsnet, zoals de dag/nacht signalen naar de meter, de ethernet-over-power en dergelijke.

TF-signalen voor dag-nachtschakeling zit nog onder de kHz dus zal wel meevallen .

als je dan toch het electrische net gaat inzetten, waarom dan niet bedraad? ethernet over power is al tijden een goed werkend mechanisme?

Omdat je de sensor nu bijvoorbeeld midden in de kamer kan hangen zonder een draad aan te hoeven leggen. Het voordeel is dan bijvoorbeeld dat de metingen beter zijn: bij de (buiten)muur is het meestal net iets kouder als in het midden van de kamer. Bovendien zitten verwarmingen vaak bij muren dus het zou ook kunnen dat je daarmee je metingen beinvloedt.

als je dan toch het electrische net gaat inzetten, waarom dan niet bedraad? ethernet over power is al tijden een goed werkend mechanisme?

nog nooit zo aan gedacht. en waarschijnlijk is het er al. maar power over ethernet is inderdaad wel een ideale manier om je verlichting en dergelijken te beheren.

B.T.W als het er nog niet is wie gaat er mee naar Best idee van NL

Helaas, door deze publicatie is het niet meer te patenteren

Sinds wanneer is ethernet over power een goed werkend mechanisme?
Wat bijna niemand weet is dat dit zeer grote problemen kan creëeren in het net.
Er komen namelijk hoge harmonische (hoogfrequente signalen zie ook wiki) op de het net waar het helemaal niet voor gemaakt is.
Deze signalen kunnen zeker als ze op grote schaal gebruikt worden gigantische problemen gaan veroorzaken, denk aan verstoring van draadloos verkeer, omdat alle hoogspanningsmasten/elektriciteitskabels als breedspectrum antenne's gaan werken.
Een installatie kabel is gewoon niet geschikt voor data-overdracht, daarvoor hebben we de twisted pair, de coax en de glasvezel kabels.

De techniek beschreven in het artikel is al heel wat minder kwetsbaar omdat nu de kabel puur en alleen de signalen opvangen wat ze met alle andere draadloze communicatie ook al doen. Dit levert ook minder problemen omdat het ingestraalde vermogen vele malen minder is dan wanneer een signaal direct op het net wordt gezet. Ik ben benieuwd of het een beetje aanslaat de meeste domotica apparatuur is vaak veel te duur voor consumenten, maar als ze de sensors een beetje betaalbaar maken zie ik er wel wat in.

@boner, een ferriet kern zou inderdaad voldoende moeten zijn als het signaal common-mode was (beide signalen moeten op zowel fase als nul ader gelijke spanningsniveau's leveren). Echter gebeurt niet vaak niet of niet voldoende waardoor ferrieten helaas niet veel meer dempen.

[Reactie gewijzigd door Lethalshot op 17 september 2010 10:51]

mischien is het wel een enorme fout te noemen van de netbeheerders om de dfilters in de meterkasten niet meer in te bouwen? Vroegah had elk huis een filter in de stoppenkast. Dat voorkwam dat ruis vanuit een huis het net op kon. Dat ik jaren geleden niet meer noodzakelijk, en dan nu huilie huilie gaan doen....

Sterker nog, van de ene groep naar de andere was al gefilterd. En da's niet echt noodzakelijk.

Volgens mij, maar ik weet het neit goed omdat dit niet mijn expertise is, is een ferriet ringetje genoeg om op de inkomende 3 fasenlijn te zetten.

Deze signalen kunnen zeker als ze op grote schaal gebruikt worden gigantische problemen gaan veroorzaken, denk aan verstoring van draadloos verkeer, omdat alle hoogspanningsmasten/elektriciteitskabels als breedspectrum antenne's gaan werken.

Natuurlijk niet, hoogspanningsmasten zitten dermate ver van een huisaansluitkabel vandaan dat het hoogfrequente stoorsignaal allang weg is door demping van het net. Ondergrondse kabels zullen ook niet snel als antenne gaan werken door het aardscherm dat eromheen zit en door de minimaal 70cm grond die eroverheen ligt.

erg gaaf. voor werk hadden we het laatst over domotica maar een van de issues was communicatie en stroom voor kleine en betaalbare apparaten. dit zou daar echt geweldig voor zijn! als dit nou ook nog wordt gecombineerd met een eerder nieuwsbericht over draadloos stroom zou ons huis geheel geautomatiseerd kunnen worden en communiceren zonder al te veel problemen. (behalve straling dan )

ik kijk er naar uit om met deze techniek te gaan spelen!

In theorie zou je dus met deze technologie al je bedrading als WiFi antenne kunnen gebruiken, dan heb je in ieder geval overal goede ontvangst.

In theorie zou je dus met deze technologie al je bedrading als WiFi antenne kunnen gebruiken, dan heb je in ieder geval overal goede ontvangst.

tot dat, je de acceptgiro van het CJIB binnen krijgt van 1400 voor het verrichten van uitzendingen zonder vergunning. De eerste is 1400, de 2e is 2800 de 3e 5600 Euro enz enz. Dan trek je de stekker er denk ik wel snel uit an ga je vlug weer een UTP kabeltje trekken.
Wij als bedrijf hebben er al genoeg gedonder meer gehad. Als het Agentschap Telecom een constatering doet ben je een flinke slok geld kwijt voor niks....

In dit geval hoeft dat geen probleem op te leveren, omdat zowel de 27- als 2450MHz banden volledig vergunningvrij te gebruiken zijn mits je onder een bepaald vermogen blijft. Overigens gaat 2450MHz (wifi) over bekabeling echt niet werken, tenzij het coaxbekabeling betreft.

Helaas gaat dat niet werken aangezien WiFi op +/- 2,4Ghz draait en deze techniek op 27Mhz

Interessant. Vraag me af of meerdere van deze apparaten ook met elkaar kunnen communiceren voor het geval je een driefase-aansluiting hebt.

Dat kan in je voordeel en in je nadeel werken, net zo als bij ethernet-over-power en zo: Je kan scheidingen aanbrengen (als je het over groepen hebt) maar dus moelijk combineren.

Daar waar de krachtstroom aansluiting als antene dient, heb je dus 3 kansen de signalen op te pakken.

big brother comes in your house @ 2015

doet me denken aan de film eyeborgs xD

ik zie die wet (dat ze alles mogen filmen) echt nog goed gekeurd worden *slik*

Behold a brave New World is upon us....

Erg grappig bedacht zo...als dit werkt zie ik hier wel wat toepassingen in. Draadloos icm een laag vermogen zorgt voor veel minder vragen kwa gezondheid.

Ik hoop alleen wel dat er binnenkort wat kastjes komen tussen je energie meter en je groepenkast die alleen frequenties van 50hz heen en weer sluizen, en al het andere eruit filteren. Met powerlan heb je nu al soms problemen van mensen in de buurt die ook zoiets gebruiken waardoor het zelfs gewoon niet meer werkt. (ervaring mee bij een vriend)

Daarmee kan iedereen lekker knutselen, maar blijft alle "rommel" alleen op je eigen lichtnet. Alhoewel je wel kans hebt dat met deze draadloze techniek je buren ook wel iets kunnen oppikken en visa versa. Gelukkig is het vermogen lekker laag, waardoor je overburen al niets meer zullen zien, en grote kans dat een beetje betonijzer de boel al lekker afschermd.

27Mhz, dat gaat dus niet werken als je buurman bezig is met zijn bakkie op 4 watt. Nu is dat op zich heel weinig vermogen, maar als je spullen gebruik die werken met enkele milliwatts om een paar meter te overbruggen voorzie ik problemen als je buurman een bakkie heeft die op ongeveer dezelfde frequentie werkt welke uitzend met een vermogen 4000mw en vaak uitgerust is met een antenne van 5,5 meter om dit vermogen de lucht in te slingeren.

Een paar Mhz er naast gaat zitten doet overigens al wonderen:) zal voor de effectiviteit weinig uitmaken:)

Zulke problemen kom je in elke vrije frequentieband tegen. Dat is een beetje het hele idee achter vrij Als iets echt moet werken, kies je dus een bedrade oplossing, of eventueel professionele (vergunningplichtige) apparatuur. Altijd al zo geweest, en zal voorlopig ook nog wel zo blijven. Draadloos is er omdat het handig is, meer niet.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 19 september 2010 01:54]