Abstract:
Key words :
位于朝鮮半島西南端 60 英里的濟州島是韓國最大的島,,面積達 706 平方英里,,以旅游和變化多樣的氣候樣而聞名。由于南面的暴風雨經(jīng)常在島上登陸,,再經(jīng)過大陸,因此濟州島成為韓國氣象局(KMA)預(yù)測天氣變化的主要的數(shù)據(jù)源。
不論是臺風和季風,,還是暴風雨天氣,KMA 緊密追蹤濟州島的天氣狀況,。在過去,,KMA 采用有線溫度和風速感應(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、風向和風度、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 標準,KMA 分支機構(gòu) - 濟州氣象局(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的地區(qū),。這將導(dǎo)致高額的安裝維修費和調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)發(fā)送費用,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)擴展到濟州島南部,。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。“我們的計劃是采用 Firetide 硬件,,通過 USN 網(wǎng)絡(luò)連接所有 19 個站點,,” Ryu稱:“這還在進行中,一些站點已經(jīng)安裝了Firetide,。”
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。
“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?shù)匾?guī)化的系統(tǒng)。5 GHZ 提供更遠距離的數(shù)據(jù)傳輸,,Coffman稱,,而 2.4 GHz 的穿透性更強。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,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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