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采用RFID監(jiān)測天氣變化

作者: 時間:2011-02-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  位于朝鮮半島西南端 60 英里的濟(jì)州島是韓國最大的島,面積達(dá) 706 平方英里,以旅游和變化多樣的氣候樣而聞名。由于南面的暴風(fēng)雨經(jīng)常在島上登陸,再經(jīng)過大陸,因此濟(jì)州島成為韓國(KMA)預(yù)測天氣變化的主要的數(shù)據(jù)源。
 
  不論是臺風(fēng)和季風(fēng),還是暴風(fēng)雨天氣,KMA 緊密追蹤濟(jì)州島的天氣狀況。在過去,KMA 采用有線溫度和風(fēng)速感應(yīng)器,結(jié)合調(diào)制解調(diào)器和蜂窩無線電來執(zhí)行追蹤任務(wù)。然而,這種方式有幾個不足之處,一是在島上一些偏遠(yuǎn)地區(qū)搭牽電纜難度很大,另一個是數(shù)據(jù)傳遞帶寬有限。
 
  系統(tǒng)集成商 KT Corp 現(xiàn)在在整個島上(包括海岸和山區(qū))安裝約 300 個 Firetide 無線感應(yīng)器節(jié)點,感應(yīng)器數(shù)據(jù)和視頻被傳送到網(wǎng)絡(luò),被 KMA 實時獲取,以建立所謂的自動天氣系統(tǒng) (AWS)。
 
  Firetide 營銷經(jīng)理 Ksenia Coffman 稱,應(yīng)用這套系統(tǒng)后,濟(jì)州島的無線節(jié)點包括天氣感應(yīng)器,可檢測溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向和風(fēng)度、沉淀物、降雪、可視性、云層、地表溫度和地下溫度。通過追蹤濟(jì)州島的天氣系統(tǒng),韓國希望提高惡劣天氣的預(yù)測,減才人員財產(chǎn)損失。
 
  Firetide 感應(yīng)器節(jié)點符合低功耗無線個人局域網(wǎng)采用的 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn),KMA 分支機(jī)構(gòu) - 濟(jì)州(JRMA)可利用節(jié)點網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)。
 
  KMA 之前在島上安裝一個由 600 個有線感應(yīng)器組成的網(wǎng)絡(luò)。然而,有線網(wǎng)絡(luò)的實施在地理上存著很大的挑戰(zhàn),因為感應(yīng)器必須安裝在通訊電纜還沒到達(dá)的地區(qū)。這將導(dǎo)致高額的安裝維修費(fèi)和調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)發(fā)送費(fèi)用,也涉及了網(wǎng)絡(luò)可靠性問題。此外,通訊線每秒只能傳送 2400 字節(jié)的數(shù)據(jù),這樣低的數(shù)率無法傳送視頻,或支持其它機(jī)構(gòu)和研究人員實時在線分享觀察數(shù)據(jù),這正是 KMA 希望實現(xiàn)的兩個功能。
 
  為解決這些問題,KT Corp 提供了泛在感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)(USN)+ Mesh 系統(tǒng),包括 Firetide 無線感應(yīng)器節(jié)點。2006 年,KT Corp 開展了一系列的系統(tǒng)測試,據(jù) KT 未來技術(shù)實驗室 USN 研究部門 Hyung-Keun Ryu 稱。同年,公司在濟(jì)州島東北部采用無線網(wǎng)狀網(wǎng),安裝幾個感應(yīng)器。節(jié)點可以在 2.5-10 公里范圍內(nèi)與其它節(jié)點或網(wǎng)關(guān)通訊,數(shù)據(jù)發(fā)送速率為每秒 25 兆字節(jié)。
  島上高 12-13 米的電塔和電線桿上安裝感應(yīng)器節(jié)點
 
  2007 年,KT 在項目第二階段將測試觀察網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到濟(jì)州島南部。今天,公司在島上高 12-13 米的電塔和電線桿上安裝感應(yīng)器節(jié)點,同時 KMA 廢除現(xiàn)有的有線感應(yīng)器系統(tǒng)。
 
  島上現(xiàn)有地面天氣觀察技術(shù)將數(shù)據(jù)傳到 4 個有人守衛(wèi)的基站,另有 19 個 AWS 無人守衛(wèi)的基站監(jiān)測重大的天氣變化?!拔覀兊挠媱澥遣捎?Firetide 硬件,通過 USN 網(wǎng)絡(luò)連接所有 19 個站點,” Ryu稱:“這還在進(jìn)行中,一些站點已經(jīng)安裝了Firetide?!?/DIV>
 
  新系統(tǒng)的每個感應(yīng)器節(jié)點以 2.4G 或 5GH 的頻段發(fā)送其 ID 碼,連同感應(yīng)器數(shù)據(jù)到鄰近的節(jié)點上,直至基站的 10 個感應(yīng)器網(wǎng)關(guān)之一。網(wǎng)關(guān)接著通過有線以太網(wǎng)連接發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器,KT 軟件翻譯數(shù)據(jù),并將它傳送到一個集合點,或“總節(jié)點”上。JRMA 在那里采用專用軟件分析數(shù)據(jù),將它傳送給 KMA 內(nèi)部的 ERP 系統(tǒng),這樣 KMA 辦公室或其它機(jī)構(gòu)便可以共享信息。

  “所有的觀察數(shù)據(jù)都儲存在 KMA一個數(shù)據(jù)庫里” Ryu稱。
 
  因為節(jié)點支持兩個射頻頻段,Ryu 解釋稱,KT 可以建立一個適應(yīng)多變的地形和當(dāng)?shù)匾?guī)化的系統(tǒng)。5 GHZ 提供更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸,Coffman稱,而 2.4 GHz 的穿透性更強(qiáng)。據(jù) Coffman 稱,傳輸?shù)木嚯x根據(jù)地形、路線和使用頻率而改變。
 
  到目前為止,KT 已經(jīng)安裝了近 30 個 Firetide 無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,覆蓋 600 平方公里的海岸地區(qū)。項目的目標(biāo)是 300 個節(jié)點,屆時將有 20 個網(wǎng)關(guān)。這些節(jié)點和其它設(shè)備由島上 AC 電力網(wǎng)充電,邊遠(yuǎn)的地區(qū)由太陽板充電。另外,KT 已采用了兩個網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),與兩個感應(yīng)器節(jié)點有線連接,提供的數(shù)字視頻圖像同感應(yīng)器數(shù)據(jù)一起傳送給網(wǎng)關(guān)。
 
  采用無線系統(tǒng),RYU 稱,KMA 將節(jié)省費(fèi)用,數(shù)據(jù)傳送能力更高了,可實時傳送視頻。到目前為止,USN + 網(wǎng)狀網(wǎng)系統(tǒng)工作非常良好。
 
  安裝在海岸和山區(qū)電線桿和電塔上的感應(yīng)器節(jié)點必須可以承受它們所要測量的氣候變化。2007 年 Nari臺風(fēng)發(fā)生時,一個傳遞數(shù)據(jù)的節(jié)點天線被打碎了,不得不替換。除此之外,整個網(wǎng)絡(luò)沒有出任何問題。Firetide 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點極其牢固,自安裝后承受了所有的惡劣天氣。


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