Jordskælv sikkerhed er et fælles ansvar for milliarder på verdensplan. Den Quake-Catcher Network (QCN) tilbyder software, så enkeltpersoner kan gå sammen om at forbedre jordskælv overvågning, jordskælv bevidsthed, og videnskaben om jordskælv. Den Quake-Catcher Network (QCN) forbinder eksisterende netværk bærbare og stationære computere i håb om at danne verdens største stærk bevægelse seismisk netværk.
Distribueret Computing
Den Quake-Catcher Network er et distribueret computernetværk, der forbinder sig frivilligt hostes computere til en real-time motion sensing netværk. QCN er en af mange videnskabelige computing-projekter, der kører på den verdenskendte distribueret computing-platform Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC). De frivillige computere overvåge vibrations sensorer kaldet MEMS accelerometre, og digitalt overføre “udløser” til QCN servere, når nye stærke bevægelser observeret. QCN servere finkæmme gennem disse signaler, og bestemme, hvilke der repræsenterer jordskælv, og hvilke der repræsenterer kulturelle støj (som døre smækkende, eller lastbiler kørsel af).
Der er to kategorier af sensorer, der anvendes af QCN: 1) interne mobile enheder sensorer, og 2) eksterne USB-sensorer.
Mobile enheder: MEMS sensorer er ofte i bærbare computere, spil, mobiltelefoner, og andre elektroniske enheder til hardware beskyttelse, navigation, og vildt kontrol. Når disse indretninger stadig og forbundet til QCN, QCN software overvåger den interne accelerometer for en stærk ny rysten. Desværre, Disse indretninger er sjældent fastgjort til gulvet, så de kan hoppe rundt, når et stort jordskælv opstår. Mens dette er mindre end ideelt til at karakterisere den regionale jorden ryster, mange sådanne sensorer kan stadig give nyttige oplysninger om jordskælv steder og størrelser.
USB Sensorer: MEMS sensorer kan monteres på gulvet og er forbundet til en stationær computer via et USB-kabel. Disse sensorer har flere fordele i forhold til mobile enheder sensorer. 1) Ved at montere dem på gulvet, de måler mere pålidelig rystelser end mobile enheder. 2) Disse sensorer har typisk mindre støj og bedre løsning af 3D-bevægelse. 3) Stationære ofte tilbage på, og ikke bevæger sig. 4) USB Sensoren er fysisk fjernet fra spillet, telefon, eller bærbar, så menneskelig interaktion med enheden reducerer ikke følerne’ ydeevne. 5) USB-sensorer kan justeres til North, så vi ved, hvad retning det vandrette “X” og “Y” Akser, der svarer til.
Hvis du er naturfagslærer på en K-12 skoler, du ansøge om en ledig USB-sensor og tilhørende QCN software. QCN har været i stand til at købe sensorer til at donere til skoler i brug. Hvis du er interesseret i at donere til programmet eller anmoder om en sensor, klik her.
Alle QCN sensorer MEMS (Mikro-elektro-mekaniske systemer) accelerometre.
MEMS accelerometre er simpelthen mikrochips med en meget lille sæt af kraft-balance cantilever bjælker inde i dem. Balancen masse vægt kompenseres ved lavt niveau elektrisk spænding. QCN bruger en række sensortyper, nogle indlejret i enheder som laptops, og nogle er tilsluttet til computere via USB-tilslutninger. De QCN sensorer måler accelerationer mellem-2g og 2 g (hvor g er Jordens tyngdekraft – 9.81m / s / s) på tre akser. QCN software prøver sensor 50 gange i sekundet (50Hz).
 |
(til venstre) Dette scanningselektronmikroskop (SEM) billede illustrerer de indre funktioner i en MEMS accelerometer. De lineære funktioner er faste plader, mobile plader, og resten stråle af de kraft-ligevægt udliggerarme. |
 |
Ikke alle sensorer er skabt lige. Nogle sensorer har lavere elektroniske støjniveauer. I nogle tilfælde, det analoge acceleration konverteres til digitalt signal med større opløsning. I nogle tilfælde, det analoge signal er ikke fuldt afklaret af analog-til-digital konverter. I andre tilfælde, Den nederste række af opløsningen er helt fyldt med elektronisk støj. Plottet til venstre nogenlunde viser størrelsen af jordskælvet du kan forvente at optage på, hvad afstande med, hvilken type sensor. Hvis jordskælvet acceleration er over Sensor Opløsning / støjniveau, sensoren kan optage og registrere jordskælv. Bemærk: Kulturel og mekanisk støj er ofte større end det lave støj-niveau for de bedre sensorer, så du skal ikke forvente at optage M2 eller M1 jordskælv med disse sensorer. |
Laptops forbindelse til Quake-Catcher Network over internettet. Typisk, når QCN software kører, der er ikke meget brug for at overføre data til vores hovedkvarter. I stedet, den bærbare computer overvåger data lokalt til nye højenergi-signaler og sender kun en enkelt gang og en enkelt betydning måling for stærke nye signaler. Hvis vores server modtager en flok af disse tider og betydning målinger på én gang, så er det sandsynligt, at et jordskælv sker. Hvis serveren modtager kun en tid og betydning måling fra en bærbar, så serveren ved den bærbare computer blev rystet af noget mindre og mere lokal (gerne din søster kører ved, eller dør, der smækker).
Kende placeringen af alle QCN sensor er meget vigtigt for sporing jordskælvet i bølger, og triangulere deres kilde. Når du konfigurere QCN præferencer på et skrivebord, Du kan indstille en permanent placering gennem et Google Maps API (højre). Når BOINC er installeret og fastgjort til QCN projektet, du kan tjekke og opdatere din sensor placering her (her). Google Maps interface giver dig mulighed for at indtaste din adresse, eller vælge computerens placering ved at klikke på kortet. Jo mere præcist du indtaster din position, de mere QCN forskerne kan forstå om jordskælv registreret af din sensor.
Computerens placering oplysninger, følertype, seismiske registreringer, oplysninger om tid og deles online. Hvis du ikke ønsker at dele computerens placering, beder vi, at du vælger ikke at deltage. Ved at deltage i Quake-Catcher netværk, accepterer du at dele oplysninger, der er afgørende for jordskælv videnskab. For mere information om QCN politikker, kan du se vores juridiske oplysninger og privatlivets fred politik.
(til venstre) Sensorerne kan måle acceleration i tre retninger. Den nemmeste måde at tænke på disse retninger er da Z = op / ned, Y = forside / bagside og X = side-til-side bevægelser. Med disse tre komponenter i retning, Det er muligt at finde retning af 3D acceleration.
(højre)Der er adskillige typer af seismiske bølger, “Primær” eller “P” bølger (kompressionsbølger), “Sekundær” eller “S” bølger (forskydningsbølger), og “Overfladebølger” (interferens bølger, hoppe langs jordens overflade). P bølger og S-bølger vibrere i vinkelrette retninger af hinanden. Så, måle acceleration i tre retninger hjælper os med at afgøre hvilken bølge er der.
De USB-sensorer kommer med en mini kompas, så du kan justere sensoren, så den “Y” retning peger mod den magnetiske nordpol. Bemærk, at magnetiske nordpol ikke altid er det samme som True North – retningen af jordens rotationsakse. Men, Vi kan digitalt rotere de signaler til True North, hvis vi kender din position. Jo bedre vi kender retningen af bevægelse, Jo mere præcist vi kan måle jordskælv.
Hver 15 minutter Quake-Catcher software måler tidsforskellen mellem din computer ur og Quake-Catcher Network-serveren ur. Uret her på Quake-Catcher Network er synkroniseret med et atomur. Computertid kan drive fordi hastigheden af en processor afhænger spænding, og temperatur. Over lange gange, selv små ændringer i CPU-hastighed kan føre til store forskelle i tid. Ved at måle den tid, forskydningen mellem værtscomputere og QCN server, vi kender timingen af eventuelle nye stærke bevægelser målt på netværket.
QCN bruger Network Timing Protokol (NTP) at måle tidstagerforskydningen mellem dine værtscomputere og QCN server. NTP kan almindeligvis har tid til at ligge inden ti millisekunder via det offentlige Internet. Gentagne NTP kontroller kan typisk reducere forskydningen timing til adskillige millisekunder. NTP arbejder på en trinvis system,, hvor stratum 1 NTP-servere er forbundet til atomure, GPS-ure eller radio ure, stratum 2 servere forbindelse til stratum 1 servere og stratum 2 servere, og andre computere oprette forbindelse til stratum 3 servere.
