马特vs.火山

哈佛教授如何在所有熔岩中安装无线网络?

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Reventador位于厄瓜多尔北部,是一座活火山。2002年,它以如此巨大的力量爆发,以至于它覆盖了西部60英里的厄瓜多尔首都奎托(Quito),机场必须关闭一层灰烬。...科学家想要的比吸引和声音更需要什么,但是,收集了地震活动的精确记录并研究数据,这是哈佛大学计算机科学助理教授马特·威尔士(Matt Welsh)和他的无线传感器网眼网络进来。

Reventador位于厄瓜多尔北部,是一座活火山。2002年,它以如此巨大的力量爆发,以至于它覆盖了西部60英里的厄瓜多尔首都奎托(Quito),机场必须关闭一层灰烬。

如今,它以较小的力量吹动堆栈,但频率很高。就像风暴追逐者希望成为奶牛四处飞行一样,火山学家也希望尽可能接近11,500英尺的山峰,每天几次散发出葡萄柚大小的熔融岩石。

科学家想要的比吸引和声音更需要什么,但是,收集了地震活动的精确记录并研究数据,这是哈佛大学计算机科学助理教授马特·威尔士(Matt Welsh),他的无线传感器网络进入。

以前,新罕布什尔大学(UNH)和北卡罗来纳大学(UNC)(UNC)的地震学家通过将笨重的重型传感器站沿着山上收集到数据 - 每一个都装有用于电源的汽车电池,以及电源,电缆和数据记录和数据记录和数据记录和数据数据存储设备。

每隔几天,有人不得不跋涉几个小时,以收集微型训练。这对部署的传感器站数量以及收集的数据量造成了严格的限制。该设置还具有其他限制 - 例如,没有办法判断其中一个站点是否停止运行。

威尔士有一个更好的主意。他在哈佛大学运行了190个节点的无线传感器网格,旨在检测建筑物温度和湿度的变化。现在是时候将他的网络网络带出实验室了,进入火线

这是一个丛林

对于Reventador探险队,威尔士创建了一个微型的低功率传感器站,该站在普通的D细胞电池上运行,并适合餐盒大小的塑料盒。它将时钟上的地震和声音数据发送到实时收集数据的基站。总成本:每个节点$ 400。

2005年8月,来自UNH和UNC的地震学家以及来自哈佛大学的计算机科学家飞往基多,开了三个小时,然后灌木丛穿过丛林,呆了几个小时,到达了他们扎营的山顶。凌晨5点,Reventador发出了大声的警钟。

威尔士说:“最高的人吹来了。我吓坏了。''

威尔士距火山的顶部足够远,因此他没有危险,但为了安全起见,他在负责基站时将他的研究生送到了山上。他的团队在一个临时网络网络中,总共部署了16个节点650至1,300英尺,该网络跨越了火山的一侧近2英里。

每个节点,由来自Tmote的天空传感器组成Moteiv,一个接口板和电池支架被覆盖在岩石上,以固定并保护其免受元素的侵害。(该地区在2002年的喷发中已脱离。)

地震传感器被埋在附近,通过USB连接到节点,测量不传动波的传感器安装在PVC管道上,用于将高增生天线从地面抬高。

该网络使用IEEE 802.15.4低数据率无线电,并连接到一个免费波在山底部的广播调制解调器将数据撤退到了一台在团队所在的小酒店约2.5英里外的笔记本电脑上。(威尔士说,他决定不使用802.11,因为它需要太多的功率。)

正如人们可能期望的那样,出现了各种问题。例如,每个节点都有足够的存储容量来记录20分钟的数据,然后只需覆盖磁盘即可。由于科学家显然只有在火山爆发时才需要数据,因此威尔士设置了该系统,以便当任何五个节点向基站报告地震活动时,所有节点都被刺穿并被告知要捕获最后60秒的数据价值。

直到他们在酒店吃晚餐的时间并听到了巨大的爆炸。威尔士(Welsh)竞赛检查笔记本电脑,并意识到在大型活动的一分钟内发生了较小的事件,因此该网络正忙于捕获小型活动的数据并错过了大型活动。

还有其他小故障,可能不会在哈佛遇到。例如,酒店没有在一夜之间运行电力,因此威尔士不得不雇用某人来继续用柴油燃料填充发电机以保持笔记本电脑运行。那个人显然经常打ze睡,所以笔记本电脑偶尔死了。

就数据收集而言,实验是合格的成功。大约花了六天的时间才能启动并运行。然后该系统在第8天坠毁。团队在第13天之前重新启动了一切,从那时到第19天,网络像梦一样奔跑 - 除了熔融岩石巨大的球吹到PVC管子上的顶部的巨型球连接了到最接近火山顶部的传感器节点。

另一个主要问题是,尽管普通的数据网络只是重新翻译的数据包,但科学家想要一个没有掉落的数据包的数据流,他们希望所有数据扫至10毫秒内。

换句话说,他们希望能够跟随一个活动,因为它从一个传感器节点到下一个传感器节点降落了山。威尔士和他的团队花了六个多月才能将数据归于这一点,但结果是有关230个事件的可用信息。

该合资企业产生了一些有趣的数据。例如,人们会期望火山活动从山顶开始,但是一些事件来自地震学家没有预料到的地点内部的Reventador深处。

那么威尔士和他的船员的下一步是什么?该计划是继续朝着数百个节点的传感器网格进行努力,并由基于Linux的802.11设备的中间层增强,该设备将位于遥控传感器和基站之间。

威尔士希望部署足够的传感器来创建火山的3D视图。这将需要具有更好消耗的设备,更强大的数据收集功能,当然还有更多的研究生。

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