Da Claire Swedberg
7 novembre 2011 — nella sierra Nevada, i nodi senza fili del
sensore stanno trasmettendo i dati che indicano la quantità di neve che è caduto o si fusa come pure la suolo-saturazione livella. Infine, tutte questi informazioni possono essere usate per calcolare il volume di acqua disponibile a decine di milioni di a residenti e di commerci individuati a valle.
Un punto nel raggiungimento del quello scopo è programma di
SierraNet-a che è fatto funzionare insieme dai ricercatori dell'
università di California (UC) al
Berkeley del sistema scolastico e città universitarie di
Merced. Il primo progetto SierraNet sta avendo luogo all'area di
re River Experimental Watershed e fa parte della
sierra del sud l'osservatorio (CZO) — un laboratorio ambientale di
zona critica di Nevada. I progetti SierraNet stanno conducendi da Steven Glaser, un professore di Uc Berkeley di ingegneria civile ed ambientale e delle balle di Roger, di un professore del UC Merced di ingegneria e del direttore della
sierra l'istituto di ricerca di Nevada (SNRI). Il gruppo di Glaser ora sta lanciando un'installazione molto più grande dei sensori senza fili, diffusione attraverso il bacino del fiume americano, con una concessione $2 milioni dal
National Science Foundation (NSF). La concessione, ricevuta nel settembre 2011, sarà dispensata nel corso di quattro anni.
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Steven Glaser ripara uno dei nodi del sensore installato nella sierra Nevada. |
L'installazione americana del fiume fornirà una vista molto più grande nel movimento dell'acqua che proviene dalla sierra Nevada, per contribuire a predire il rifornimento idrico a valle, dove le agglomerazioni urbane usano l'acqua che viene da questa area. Infatti, Glaser dice, sarà la più grande rete wireless ecologica nel mondo.
La sierra del sud progetto di Nevada CZO è una piccola parte “di Internet dell'acqua„ quella ricercatori a quattro il UC città-Berkeley e Merced come pure
Davis e
Santa Cruz-stanno sforzando di creare. Il più grande sforzo, conosciuto ufficialmente come “l'iniziativa intelligente delle infrastrutture dell'acqua,„ intende seguire il volume ed il flusso di acqua nelle montagne, negli strati acquiferi e nel delta del Sacramento-San Joaquin River della California e mettere a disposizione tutto il quello i dati del pubblico su Internet, in tempo reale.
I progetti intelligenti di iniziativa delle infrastrutture dell'acqua sono sostenuti dal
centro per la ricerca di tecnologia dell'informazione nell'interesse della società (CITRIS), un programma pluridisciplinare che misura le città universitarie del Berkeley, del Davis, del Merced e di Santa Cruz del UC, oltre a più di 60 partner industriali.
La quantità di neve e di acqua nelle montagne è di interesse a molte agenzie e feste private della California, compreso i responsabili di distretto dell'acqua, gli agricoltori, i generatori dell'idropotenza, i responsabili delle risorse della fauna selvatica ed i pianificatori industriali. Capendo la profondità di neve che cade ogni anno nelle montagne e quando e di come quella neve si fonde, ha richiesto le misure manuali che sono prese soltanto sporadicamente. Tipicamente, un ricercatore misurerebbe le profondità dello snowpack ai vari siti della montagna, registranti manualmente annualmente i risultati, fino a quattro volte. Tuttavia, una soluzione automatizzata ha potuto fornire le misure ogni 15 minuti durante tutto l'anno. Gli scienziati indicano che con i risultati limitati dalle misure manuali dello snowpack, coloro che deve stimare che la quantità dell'acqua scelga spesso presupporre gli scenari peggiori, che possono condurre a tali ripercussioni come agricoltori che piantano meno acri dei raccolti che essi potrebbero se avessero accesso ai dati più accurati della acqua risorsa.
Con il CZO attuale come pure altri a spiegamenti fondati a NSF, ricercatori stanno usando l'attivo le etichette di 2,4 gigahertz che comunicano via un
protocollo di rete della polvere che costruisce sulla norma di IEEE 802.15.4e del progetto per i Personal Area Network senza fili. Glaser ha una conoscenza di bene con tecnologia-lui fa parte del gruppo di Uc Berkeley che lo ha sviluppato 10 anni fa, infine conducente per spolverare l'istituzione delle reti.
Il CZO SierraNet progetto-individuato nell'insenatura di provvidenza, a sud del lago shaver e circa un'ora ad ovest delle Fresno-portate più di 1,5 chilometri quadrati (0,6 miglia quadrati). La rete a maglia sul posto a quel sito comprende complessivamente circa 60 nodi senza fili del
sensore (facendo uso dei dati da complessivamente 300 sensori che catturano i dati collegati per sporcare e la neve) posizionati fino a 150 metri (492 piedi) a parte.
Ogni nodo senza fili è sviluppato in una scatola montata su un palo di piede di altezza 12. La scatola contiene un
risponditore di 2,4 gigahertz, alimentato da una batteria di aa, da una batteria ricaricabile della gel-cellula (per alimentare i sensori) e da un
chip per la memorizzazione dei dati del sensore. I sensori stessi sono montati allo stesso palo, o sono sepolti nel suolo circostante. I sensori sotterranei misurano l'umidità del suolo, la temperatura e l'aspirazione della matrice (un parametro che serve ad indicare la quantità di acqua disponibile alle piante). I sensori palo-montati, disposti ad un'altezza sufficiente per rimanere sopra lo snowpack stesso, la profondità della neve di misura, la temperatura, la radiazione solare e l'umidità relativa. La batteria del sensore è ricaricata da un pannello solare montato su un braccio che si estende dal palo, sopra cui è un'
antenna per i dati di trasmissione.
Ogni 15 minuti, ogni risponditore trasmette le misure dei sensori, con il suo proprio
identificatore unico, via il protocollo (TSMP) della maglia sincronizzato tempo delle reti della polvere, che costruisce sulla norma del progetto 802.14.5e. Che le informazioni sono catturate dai risponditori adiacenti, situati fino di distanza a circa 150 metri, o “da un saltatore„ — un
ricetrasmettitore ha inteso trasmettere i dati quando la potenza del segnale fra i risponditori “non è abbastanza forte trasmettere quelle trasmissioni. I dati poi sono inviati ad un ingresso, installato su una stazione centrale allegata 50 ad una torre metro-alta (164-foot-tall), sopra il livello di albero. L'ingresso riceve le informazioni ed utilizza un collegamento cellulare per trasmetterlo di nuovo software ai ricercatori„, su un server accessibile via un computer o un iPhone di
Apple. Il software immagazzina ed interpreta le misure ed i ricercatori possono osservare quei risultati per determinare i dettagli per quanto riguarda l'acqua e lo snowpack nelle montagne.
Il progetto americano del fiume comprenderà una rete dei sensori che riguardano i segmenti di un'area di 2.000 quadrato-miglia dello spartiacque americano del fiume nella sierra Nevada. Glaser dice che i ricercatori installeranno le 25 reti differenti del sensore (ogni copertura circa 1 chilometro quadrato) in parti separate del bacino idrografico, compreso i pendii del nord e affacciati a Sud, spazi all'aperto boscosi ed e le terre piane e collinose, a varie elevazioni. Ogni rete comprenderà un ingresso e 25 a nodi senza fili basati TSMP con i sensori multipli allegati a. Ogni
stazione base comunicherà con il software posteriore per mezzo di un sistema di trasmissione bidirezionale della radio VHF, o via un cellulare o satellite collegamento-sebbene quelle con i collegamenti satelliti possano soltanto inviare le trasmissioni, non riceverle.
In questo caso, Glaser dice, il
risponditore di ogni nodo sarà incastonato “in un bordo del cervello„ che permetterà ai ricercatori di cambiare a distanza le istruzioni a c'è ne dei sistemi del
sensore, trasmettendo i dati di nuovo al risponditore. Attualmente, dice, sta lavorando alla progettazione e ad implementare del bordo del cervello come pure sul miglioramento dell'hardware del sensore, come determinazione della posizione migliore per il cablaggio dei sensori al risponditore e l'ottimizzazione ogni disposizione di progettazione di rete a maglia. Inoltre, dice, “noi farà una buona quantità di programmazione a basso livello,„ da migliorare sul software per il grande volume di dati che il sistema genererà. I ricercatori devono anche lavorare con il
servizio forestale degli Stati Uniti affinchè l'autorizzazione installino la tecnologia su terra federale.
Una volta che la neve si fonde, in primavera 2012, ricercatori e studenti di college progetti di installare i nodi ed i sensori, che si pensano che immediatamente comincino raccogliere e trasmettere i dati. Gli scienziati prevedono la divisione delle informazioni inizialmente con il
distretto pratico municipale di Sacramento, che potrà usare le informazioni per ottimizzare la sua strategia per il funzionamento delle dighe locali. Il pubblico ed altre entità inoltre potranno accedere ai dati via il sito Web di SierraNet.
A lungo termine, Glaser dice, il gruppo di ricerca intende installare le reti del sensore su altri strati acquiferi, per creare un sistema in tutto lo stato del volume calcolatore dell'acqua in moda da potere migliorare quelli facendo uso dell'acqua il piano le loro attività. Quando il sistema in tutto lo stato esisterebbe ha ancora essere determinato.
