La seguridad contra terremotos es una responsabilidad compartida por miles de millones en todo el mundo. La Red Atrapa Sismos (RAS) proporciona software para que los individuos pueden unirse para mejorar el monitoreo de sismos, terremoto de conciencia, y la ciencia de los terremotos. La Red Atrapa Sismos (RAS) los vínculos existentes ordenadores portátiles y de escritorio en red con la esperanza de formar la más grande del mundo de movimientos fuertes de la red sísmica.
Distributed Computing
La Red de Quake-Catcher es una red de computación distribuida que conecta los ordenadores de voluntarios alojado en una red de movimiento en tiempo real de detección. QCN es uno de los muchos proyectos de computación científica que se ejecuta en la plataforma de computación distribuida de renombre mundial Infraestructura Abierta de Berkeley para Computación en Red (BOINC). Los ordenadores de voluntarios monitorean los sensores de vibración llamada acelerómetros MEMS, y transmitir digitalmente “disparadores” a los servidores QCN es siempre fuerte nuevos movimientos se observan. Servidores QCN de tamizar a través de estas señales, y determinar cuáles representan los terremotos, y las que representan el ruido culturales (como puertas que se cierran, o camiones que por).
Hay dos tipos de sensores utilizados por QCN: 1) sensores internos de dispositivos móviles, y 2) sensores externos USB.
Dispositivos Móviles: Sensores MEMS son a menudo incluidas en los ordenadores portátiles, juegos, los teléfonos celulares, y otros dispositivos electrónicos de protección de hardware, navegación, y control de juego. Cuando estos dispositivos son aún y se conecta a QCN, QCN software controla el acelerómetro interno para sacudir nueva y fuerte. Desafortunadamente, estos dispositivos son rara vez fijada al suelo, por lo que puede rebotar cuando se produce un gran terremoto. Si bien esto es menos que ideal para la caracterización del suelo regional temblor, muchos de estos sensores puede proporcionar información útil sobre localizaciones y magnitudes.
Sensores USB: Sensores MEMS se puede montar en el suelo y se conecta a una computadora de escritorio a través de un cable USB. Estos sensores tienen varias ventajas sobre los sensores del dispositivo móvil. 1) Al montar al piso, miden temblor más confiable que los dispositivos móviles. 2) Estos sensores suelen tener menor nivel de ruido y una mejor resolución de movimiento 3D. 3) Escritorios a menudo se dejan en y no se mueven. 4) El sensor de USB está físicamente eliminado del juego, teléfono, o portátil, la interacción humana con lo que el dispositivo no reduce los sensores’ rendimiento. 5) Sensores USB se puede alinear a Norte, así que sabemos lo que la dirección de la horizontal “X” y “Y” Ejes que corresponden a.
Solicitar un sensor USB
Si usted es un profesor de ciencias en una escuela K-12, por favor, solicitar una libre sensor USB y el software que acompaña QCN. QCN ha sido capaz de comprar los sensores para donar a las escuelas que necesitan. Si usted está interesado en donar al programa o solicitar un sensor, clic aquí.
Todos los sensores son QCN MEMS (Micro-electro-mecánicos) acelerómetros.
Acelerómetros MEMS son simplemente microchips con un conjunto muy pequeño de voladizo las vigas de equilibrio de fuerzas dentro de ellos. El peso de balance de masa es compensada por bajo nivel de tensión eléctrica. QCN utiliza una serie de tipos de sensores, insertos en los dispositivos tales como ordenadores portátiles, y algunos están conectados a los ordenadores a través de conexiones USB. Los sensores miden entre QCN aceleraciones-2g y 2 g (donde g es la gravedad de la Tierra – 9.81m / s / s) en tres ejes. QCN muestras de software del sensor 50 veces por segundo (50Hz).
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(izquierda) Este microscopio electrónico de barrido (NO) imagen ilustra el funcionamiento interno de un acelerómetro MEMS. Las características lineales son placas fijas, placas móviles, y la barra de equilibrio de los voladizos de equilibrio de fuerzas-. |
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No todos los sensores son creados iguales. Algunos sensores tienen menores niveles de ruido electrónico. En algunos casos, la aceleración analógica se convierte en señales digitales con mayor resolución. En algunos casos, la señal analógica no está completamente resuelto por el convertidor de analógico a digital. En otros casos, el rango inferior de la resolución está completamente lleno de ruido electrónico. La trama de la izquierda más o menos muestra la magnitud del terremoto que cabría esperar para grabar lo que las distancias con el tipo de sensor. Si la aceleración del terremoto está por encima de la resolución del sensor / el nivel de ruido, el sensor puede registrar y detectar el terremoto. Nota: Ruido cultural y mecánico es a menudo mayor que el bajo nivel de ruido de los sensores más, por lo que no debe esperar para registrar terremotos M2 o M1 con estos sensores. |
Comunicaciones y Datos Transferencia
Ordenadores portátiles se conectan a la red de Quake-Catcher a través de Internet. Típicamente, cuando el software se está ejecutando QCN, no hay mucha necesidad de transferir los datos a nuestra sede. En lugar, la computadora portátil monitorea los datos a nivel local para las nuevas señales de alta energía y sólo se envía una sola vez y una medida de importancia única para las nuevas señales fuertes. Si nuestro servidor recibe un montón de estos tiempos y las mediciones de importancia a la vez, entonces es probable que un terremoto que está ocurriendo. Si el servidor recibe sólo una vez y la medición de importancia desde un ordenador portátil, entonces el servidor conoce el ordenador portátil se vio sacudido por algo más pequeño y más locales (como tu hermana en ejecución, o el portazo).
Ubicación
Conocer la ubicación de todos los sensores QCN es muy importante para el seguimiento de las ondas del terremoto y la triangulación de la fuente. Al configurar las preferencias QCN en un escritorio, se puede establecer un lugar permanente a través de una API de Google Maps (derecho). Una vez que BOINC está instalado y conectado con el proyecto QCN, Usted puede revisar y actualizar la ubicación del sensor aquí (aquí). La interfaz de Google Maps le permite introducir su dirección o seleccione la ubicación de su ordenador haciendo clic en el mapa. La forma más precisa que entrar en su ubicación, los científicos QCN más puede entender acerca de los terremotos registrados por el sensor.
De su computadora información sobre la ubicación, el tipo de sensor, registros sísmicos, y la información de tiempo se comparten en línea. Si usted no desea compartir la ubicación de su computadora, le pedimos que usted opta por no participar. Al participar en la red de Quake-Catcher, usted se compromete a compartir información que es crítica para la ciencia sísmica. Para más información sobre las políticas de QCN, por favor consulte nuestro declaraciones legales y políticas de privacidad.
Tres Instrucciones
(izquierda) Los sensores pueden medir la aceleración en tres direcciones. La forma más fácil de pensar en estas direcciones es como el Z = arriba / abajo, Y = adelante / atrás y X = lado a lado los movimientos. Con estos tres componentes de la dirección, es posible encontrar la dirección de la aceleración 3D.
(derecho)Hay varios tipos de ondas sísmicas, “Primario” o “P” ondas (las ondas de compresión), “Secundario” o “S” ondas (ondas de corte), y “Las ondas superficiales” (ondas de interferencia que rebotan en la superficie de la Tierra). Las ondas P y las ondas S vibrar en direcciones perpendiculares entre sí. Así, medir la aceleración en tres direcciones nos ayuda a determinar que la onda es que.
Oriente a Norte
Los sensores USB vienen con una mini-brújula para que pueda alinear el sensor de manera que “Y” los puntos de dirección hacia el Polo Norte magnético. Tenga en cuenta que Polo Norte magnético no siempre es el mismo que True North – la dirección del eje de rotación de la Tierra. Sin embargo, que puede girar digitalmente las señales hacia el Norte Verdadero si sabemos su ubicación. Que conocemos mejor a las direcciones de movimiento, la mayor precisión se puede medir el terremoto.
Sincronización es Todo
Cada 15 minutos, el software de Quake-Catcher mide la diferencia de tiempo entre el reloj del equipo y el reloj del servidor de red Quake-Catcher. El reloj de aquí a la Red de Quake-Catcher se sincroniza con un reloj atómico. Tiempo en la computadora pueden desplazarse debido a la velocidad de un procesador depende de la tensión, y la temperatura. Durante largos tiempos de, incluso pequeños cambios en la velocidad de la CPU puede llevar a grandes diferencias en el tiempo. Al medir la diferencia de tiempo entre los equipos host y el servidor de QCN, sabemos que el tiempo de las propuestas fuertes nueva medida en la red.
QCN utiliza Red de Protocolo de Tiempo (NTP) para medir el tiempo de desplazamiento entre los equipos host y el servidor de QCN. NTP por lo general se puede mantener en el tiempo a decenas de milisegundos en la Internet pública. Repetidas verificaciones NTP normalmente puede disminuir el tiempo de compensación de varios milisegundos. NTP trabaja en un sistema escalonado, en el estrato 1 Servidores NTP se conectan a los relojes atómicos, GPS relojes de pared o relojes de radio, estrato 2 servidores se conectan a estrato 1 servidores y el estrato 2 servidores, y otros equipos conectarse a estrato 3 servidores.
