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堅固、廉價的傳感器利用衛星信號監測水位

堅固、廉價的傳感器利用衛星信號監測水位

2022-11-25 Comments 0 Comment

水位傳感器在河流中發揮著重要的作用,對洪水和不安全的娛樂條件發出警告。據稱,一種新的傳感器不僅比其他的更耐用可靠,而且價格也大大降低。據德國波恩大學的科學家稱,傳統的水位傳感器有一個或多個局限性–它們會在洪水中被損壞,它們難以遠程讀取,它們不能連續測量水位,或者它們的成本太高。

在Makan Karegar博士的領導下,研究人員開發了一種不存在這些問題的替代品。

該設備採用天線的形式,安裝在河邊,不接觸水面。它連續接收GPS和GLONASS衛星信號–每個信號的一部分是直接從衛星上接收的,而其餘的是間接接收的,在它被河面反射後。相對於天線而言,河面越靠下,反射的無線電波最終傳播的距離就越長。

當每個信號的間接部分疊加在直接接收部分上時,就會產生干擾形態。通過分析這些模式,機載Raspberry Pi微型計算機能夠確定當前的水位,精確度在正負1.5厘米(0.6英寸)之內。這些數據將通過現有的移動網絡傳輸給當局。

整個裝置的建造成本只有大約150歐元(156美元),並可由太陽能電池板供電。事實上,其中一個傳感器已經在下萊茵河上使用了兩年時間。也就是說,這項技術目前只適用於至少40米(131英尺)寬的河流–否則,大部分的反射信號來自陸地會造成數據不准確。希望未來通過改進Raspberry Pi軟件,讓這個數字可以大大減少。

該設備的開源代碼和計劃都可以通過項目網站免費獲得,最近發表在《水資源研究》雜誌上的一篇論文對這項研究進行了描述。

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