Por Claire Swedberg
7 de noviembre de 2011 — en Sierra Nevada, los nodos inalámbricos del
sensor están transmitiendo los datos que indican la cantidad de nieve que ha caído o ha derretido, así como la suelo-saturación nivela. En última instancia, toda esta información se puede utilizar para calcular el volumen de agua disponible para decenas de millares de los residentes y de los negocios localizados rio abajo.
Un paso en la realización de esa meta es programa de
SierraNet-a que es corrido en común por los investigadores de la
Universidad de California (UC) en el
Berkeley del sistema escolar y los campus de
Merced. El primer proyecto de SierraNet está ocurriendo en el área de
reyes River Experimental Watershed, y es parte del
observatorio meridional (CZO) — un laboratorio ambiental de la
zona crítica de Sierra Nevada. Los proyectos de SierraNet están siendo llevados por Steven Glaser, profesor de Uc Berkeley de la ingeniería civil y ambiental, y de las balas de Rogelio, de un profesor del UC Merced de la ingeniería y del director del
instituto de investigación de Sierra Nevada (SNRI). El equipo de Glaser ahora está poniendo en marcha una instalación mucho más grande de sensores inalámbricos, extensión a través del lavabo del río americano, con una concesión $2 millones del
National Science Foundation (NSF). La concesión, concedida en septiembre de 2011, será dispensada a lo largo de cuatro años.
 |
|
Steven Glaser fija uno de los nodos del sensor instalado en Sierra Nevada. |
La instalación americana del río proporcionará una mucha imagen más grande en el movimiento del agua que origina en Sierra Nevada, para ayudar a predecir el abastecimiento de agua rio abajo, donde los centros urbanos utilizan el agua que viene de esta área. De hecho, Glaser dice, será la red inalámbrica ecológica más grande del mundo.
El proyecto meridional de Sierra Nevada CZO es una pequeña parte de “Internet del agua” esa los investigadores a las cuatro UC campus-Berkeley y Merced, así como
Davis y
Papá Noel Cruz-se están esforzando crear. El esfuerzo más grande, conocido oficialmente como “la iniciativa inteligente de las infraestructuras del agua,” se prepone seguir el volumen y el flujo de agua en las montañas, los acuíferos y el delta de Sacramento-San el río Joaquin de California, y poner todo el eso datos a disposición el público en Internet, en tiempo real.
Los proyectos preliminares de las infraestructuras inteligentes del agua son apoyados por el
centro para la investigación de la tecnología de la información en interés de la sociedad (CITRIS), un programa multidisciplinario que atraviese los campus de Berkeley, de Davis, de Merced y de Santa Cruz del UC, además de más de 60 socios industriales.
La cantidad de nieve y de agua en las montañas está de interés a muchas agencias y particulares de California, incluyendo directores de distrito del agua, granjeros, generadores de la hidroelectricidad, directores de recursos de la fauna y planificadores industriales. Entendiendo la profundidad de la nieve que cae cada año en las montañas, y cuando y del cómo esa nieve derrite, ha requerido las medidas manuales que se toman solamente esporádico. Típicamente, un investigador mediría profundidades del snowpack en los diversos sitios de la montaña, registrando manualmente los resultados, hasta cuatro veces anualmente. Sin embargo, una solución automatizada podía proporcionar medidas cada 15 minutos a lo largo del año. Los científicos indican que con los resultados limitados de medidas manuales del snowpack, las que necesitan estimar que cantidad del agua opte a menudo asumir los escenarios a lo peor, que pueden llevar a las repercusiones tales que los granjeros que plantan menos acres de cosechas que ellos podrían si tenían acceso a datos de recurso hídrico más exactos.
Con el CZO existente, así como otros despliegues NSF-financiados, investigadores están utilizando el active las etiquetas de 2,4 gigahertz que comunican vía un
protocolo de redes del polvo que emplee el estándar de IEEE 802.15.4e del proyecto para las redes de área personal inalámbricas. Glaser es familiar con tecnología-él era parte bien del equipo de Uc Berkeley que lo desarrolló hace 10 años, llevando en última instancia para sacar el polvo del establecimiento de las redes.
El CZO SierraNet proyecto-localizado en cala de la providencia, al sur del lago shaver, y alrededor de una hora al oeste de Fresno-palmos más de 1,5 kilómetros cuadrados (0,6 millas cuadradas). La red de malla en el lugar en ese sitio incluye un total de aproximadamente 60 nodos inalámbricos del
sensor (usando datos de un total de 300 sensores que capturan los datos relacionados para manchar y nieve) colocados hasta 150 metros (492 pies) aparte.
Cada nodo inalámbrico se incorpora a una caja montada en un polo del pie de alto 12. La caja contiene un
transpondor de 2,4 gigahertz, accionado por una pila AA, una batería recargable de la gel-célula (accionar los sensores) y un
microprocesador para almacenar datos del sensor. Los sensores ellos mismos se montan al mismo polo, o se entierran en el suelo circundante. Los sensores subterráneos miden la humedad del suelo, la temperatura y la succión de la matriz (un parámetro que sirve indicar la cantidad de agua disponible a las plantas). Los sensores polo-montados, colocados en una altura suficiente permanecer sobre el snowpack sí mismo, la profundidad de la nieve de la medida, la temperatura, la radiación solar y la humedad relativa. La batería del sensor es recargada por un panel solar montado en un brazo que extiende del polo, encima del cual está una
antena para los datos que transmiten.
Cada 15 minutos, cada transpondor transmite las medidas de los sensores, junto con su propio
identificador único, vía el protocolo sincronizado tiempo (TSMP) de la malla de las redes del polvo, que emplea el estándar del proyecto 802.14.5e. Que la información es capturada por los transpondores adyacentes, situados hasta cerca de 150 metros de ausente, o por una “tolva” — un
transmisor-receptor se prepuso remitir datos cuando la fuerza de señal entre los transpondores “no es bastante fuerte remitir esas transmisiones. Los datos entonces se envían a una entrada, instalada en una estación central atada 50 a una torre metro-alta (164-foot-tall), sobre nivel de árbol. La entrada recibe la información y utiliza una conexión celular para transmitirla de nuevo software a los investigadores”, en un servidor accesible vía un ordenador o un iPhone de
Apple. El software almacena e interpreta las medidas, y los investigadores pueden ver esos resultados para determinar los detalles con respecto el agua y al snowpack en las montañas.
El proyecto americano del río incluirá una red de los sensores que cubren segmentos de un área de 2.000 cuadrado-millas de la línea divisoria de las aguas americana del río en Sierra Nevada. Glaser dice que los investigadores instalarán 25 diversas redes del sensor (cada cubierta cerca de 1 kilómetro cuadrado) en las partes separadas de la cuenca de río, incluyendo las cuestas del norte y orientadas hacia el Sur, enselvado y las zonas abiertas, y las tierras planas y montañosas, en una variedad de elevaciones. Cada red incluirá una entrada y 25 nodos inalámbricos TSMP-basados con los sensores múltiples atados a ella. Cada
estación base comunicará con el software final mediante un sistema de transmisión bidireccional de la radio VHF, o vía un celular o por satélite conexión-aunque ésas con las conexiones por satélite podrán solamente enviar transmisiones, no recibirlas.
En este caso, Glaser dice, el
transpondor de cada nodo será integrado en un “tablero del cerebro” que permita a investigadores cambiar remotamente instrucciones a los sistemas uces de los del
sensor, transmitiendo datos de nuevo al transpondor. , Él dice, él está trabajando actualmente en el diseño y la ejecución del tablero del cerebro, así como en la mejora del hardware del sensor, tal como determinación de la mejor ubicación para atar con alambre los sensores al transpondor, y optimizar cada disposición del diseño de red de malla. Además, él dice, “nosotros hará una cantidad no despreciable de programación de bajo nivel,” mejorar en el software para el de gran capacidad de los datos esos el sistema generará. Los investigadores deben también trabajar con el
Servicio Forestal de los E.E.U.U. para que la autorización instale la tecnología en tierra federal.
Una vez que la nieve derrite, en la primavera 2012, investigadores y estudiantes universitarios planee instalar los nodos y los sensores, que se espera que comiencen inmediatamente a recoger y a transmitir datos. Los científicos anticipan la distribución de la información inicialmente con el
distrito para uso general municipal de Sacramento, que podrá utilizar la información para optimizar su estrategia para actuar las presas locales. El público y otras entidades también podrán tener acceso a los datos vía el Web site de SierraNet.
A largo plazo, Glaser dice, el grupo de investigación se prepone instalar redes del sensor en otros acuíferos, para crear un sistema estatal de volumen calculador del agua de modo que ésos usando el agua puedan mejorar plan sus actividades. Cuando el sistema estatal existiría tiene todavía ser determinado.
