راه‌حل دانشمند ایرانی برای نظارت بر سطح آب

پژوهشگران دانشگاه بن آلمان در پژوهش اخیرشان به رهبری دکتر "ماکان کارگر"، از ساخت حسگرهای محکم و ارزان قیمتی که از سیگنال‌های ماهواره‌ای برای نظارت بر سطح آب استفاده می‌کنند، خبر داده‌اند.

کد خبر: ۵۴۵۸۹۲

تاریخ: ۰۵ آذر ۱۴۰۱ - ۰۷:۱۴

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از گیزمگ، حسگرهای سطح آب، یک ابزار مهم در رودخانه‌ها به شمار رفته و برای هشدار در مورد سیل و شرایط تفریحی ناایمن به کار می‌روند.

حسگرهای معمولی سطح آب، از یک یا چند محدودیت رنج می‌برند و در سیل آسیب می‌بینند؛ خواندن آنها از راه دور دشوار است؛ سطح آب را به طور مداوم اندازه نمی‌گیرند یا بسیار پرهزینه هستند؛ اما حسگر جدید کاملاً متفاوت است.

پژوهشگران دانشگاه بن به رهبری دکتر ماکان کارگر، حسگری را طراحی و توسعه داده‌اند که نه تنها قوی‌تر و قابل اعتمادتر از سایر حسگرها است، بلکه به طور قابل توجهی ارزان‌تر نیز هست و مشکلات حسگرهای معمولی سطح آب را ندارد.

این دستگاه به شکل یک آنتن است که در مجاورت رودخانه و بیرون از آب نصب می‌شود. این دستگاه، سیگنال‌های ماهواره‌ای جی‌پی‌اس (GPS) و گلوناس را به طور مداوم دریافت می‌کند. هرچه سطح نسبت سطح آب به آنتن پایین‌تر باشد، در نهایت فاصله امواج رادیویی بازتاب‌شده بیشتر خواهد بود.

گلوناس (GLONASS) یا سامانه ماهواره‌ای ناوبری جهانی، یک سامانه ناوبری ماهواره‌ای بر مبنای موج‌های رادیویی است که کشور روسیه آن را توسعه داده است. گلوناس، هم مکمل و هم جایگزینی برای سامانه موقعیت‌یاب جهانی ایالات متحده آمریکا (GPS) بوده و تنها سامانه جایگزین ناوبری است که از لحاظ پوشش و دقت با جی‌پی‌اس قابل مقایسه است.

هنگامی که بخش غیرمستقیم هر سیگنال روی قسمت دریافتی مستقیم قرار می‌گیرد، الگوهای تداخل ایجاد می‌شود. با تجزیه و تحلیل این الگوها، یک میکروکامپیوتر رزبری پای (Raspberry Pi) قادر است سطح آب را با دقت مثبت یا منفی ۱.۵ سانتی متر (۰.۶ اینچ) تعیین کند. این داده‌ها از طریق شبکه‌های تلفن همراه موجود به مسئولان آن بخش منتقل می‌شود.

هزینه ساخت کل این مجموعه، فقط ۱۵۰ یورو (۱۵۶ دلار آمریکا) است و انرژی آن را می‌توان با پنل خورشیدی تامین کرد. در واقع یکی از حسگرها به مدت دو سال در رودخانه راین مورد استفاده قرار گرفته است. گفته می‌شود، این فناوری در حال حاضر فقط روی رودخانه‌هایی با عرض حداقل ۴۰ متر (۱۳۱ فوت) کار می‌کند؛ در غیر این صورت، بیشتر سیگنال منعکس‌شده از خشکی می‌آید. امید است با اصلاح نرم افزار رزبری بتوان این رقم را به میزان قابل توجهی کاهش داد. کد منبع باز و برنامه‌های این دستگاه به صورت رایگان از طریق این وب سایت دسترس هستند.

یافته‌های این پژوهش در مجله Water Resources Research منتشر شده است.