CSR: Small: Self-sustainable Solar-powered Emergency Mesh Design

CSR:小型:自我可持续的太阳能应急网设计

基本信息

  • 批准号:
    1314024
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.14万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-08-24 至 2014-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Natural emergency and disaster scenarios are unfortunate occurrences with far reaching after effects. In addition to human casualties, natural calamities can destroy the power grid, telephone networks, and mobile phone towers. The result being, there is no alternative for disseminating critical updates such as disease and safety alerts, locations, and directions to survivors. The above problem is an outcome of the lack of network systems that are designed to survive and serve after natural disasters. In order to remedy this problem, this project is designing, implementing, and deploying a solar powered self-sustainable emergency mesh to provide critical communication infrastructure to survivors and rescue personnel. This work employs a mesh architecture that is energy-efficient and self-sustainable. It relies on renewable energy sources such as solar to provide near-perpetual lifetime to mesh nodes while serving critical updates to survivors. Since renewable energy scavenging is notoriously unpredictable, this project uses a clean-slate low power hardware and software systems design for the nodes. Additionally, in the event of node failures due to variability inherent in renewable energy scavenging and extreme environmental conditions during the aftermath of a natural calamity, the mesh automatically redistributes the data on the failed nodes to maintain sufficient redundancy. Finally, the mesh design uses common wireless technology such as Wi-Fi and light weight web-based services for compatibility with off-the-shelf laptops, mobile phones, and PDAs carried by disaster survivors. The culminating goal of this project is to save human lives. With the mesh infrastructure in place, human casualties during post-disaster times can be minimized. Additionally, during non-emergency scenarios, the system can be used to disseminate \police alerts" and \disease alerts" (e.g. swine-flu) that keep individuals well informed and cautious. In addition to a broad societal impact, this project, through educational courses provides hands-on experience to undergraduates and graduates in building mobile, embedded, and geospatial systems.
自然紧急情况和灾害情景是具有深远影响的不幸事件。除了人员伤亡,自然灾害还可能摧毁电网、电话网络和移动的电话塔。结果是,除了向幸存者传播疾病和安全警报、位置和方向等关键更新之外,别无选择。上述问题是缺乏设计用于在自然灾害后生存和服务的网络系统的结果。为了解决这一问题,该项目正在设计、实施和部署一个太阳能自我维持的应急网络,为幸存者和救援人员提供关键的通信基础设施。这项工作采用了一个网状结构,是节能和自我可持续的。它依靠太阳能等可再生能源为网状节点提供近乎永久的寿命,同时为幸存者提供关键更新。由于可再生能源的回收是众所周知的不可预测的,该项目使用了一个干净的石板低功耗的硬件和软件系统设计的节点。此外,在由于可再生能源收集固有的可变性和自然灾害后的极端环境条件而导致的节点故障的情况下,网格自动重新分配故障节点上的数据,以保持足够的冗余。最后,网状设计使用常见的无线技术,如Wi-Fi和轻量级的基于Web的服务,以便与现成的笔记本电脑、移动的电话和灾难幸存者携带的PDA兼容。 这个项目的最终目标是拯救人类的生命。随着网状基础设施的到位,灾后时期的人员伤亡可以最大限度地减少。此外,在非紧急情况下,该系统可用于传播“警察警报”和“疾病警报”(例如猪流感),使个人保持充分知情和谨慎。除了广泛的社会影响外,该项目还通过教育课程为本科生和研究生提供构建移动的、嵌入式和地理空间系统的实践经验。

项目成果

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知道了