شبکه های سنسوری بی سیم(wireless)
سنسورهای حساس شبکه ای بی سیم(wireless) برای هشدار زمین لرزه در سطح جهان با تکنولوژی و اطمینان بالایی عمل میکنند.
زمین لرزه در شهرهای بزرگ باعث بروز خسارت در پلها، جاده ها،مسیر راهها،.. شده و کارکنان را در محل کارشان در ساختمانهای بلند دچار مشکل میکند.
به محض اعلام وقوع یک زمین لرزه توسط مسئولین حمل و نقل شهری، فرصت بسیار کوتاهی برای تصمیم گیری فوری وجود دارد. کوتاهترین و ایمن ترین مسیر برای رسیدن تیم نجات به محل حادثه در یک شهر کدام است؟ کدام پلها حتی اگر آسیب هم دیده باشند می توانند بار ترافیکی را تحمل کنند؟
همزمان با صدمین سالگرد وقوع حادثه زمین لرزه بزرگ 18 آپریل 1906 ، سئوالهایی از این قبیل ذهن بسیاری از مهندسین و پرسنل امداد گر را به خود مشغول داشته.
Yunfen Zhang استادیار مهندسی راه و ساختمان از دانشگاه Lehigh میگوید:
(( برای حل این مشکل میتوان از سنسورهای کوچک شبکه ای که در تراشه های کامپیوتری تعبیه میشوند استفاده کرد. این تراشه ها برای بازبینی میزان امنیت و عملکرد پلها بر روی آنها نصب میشوند.
سنسورها، در مکان خاصی از پلها بکار گرفته میشوند و تصاویر چند بعدی بسیار واضحی از بنا را گرفته و بدین ترتیب پس از وقوع یک زمین لرزه، اطلاعات حیاتی در خصوص میزان آسیب وارده به پل و میزان تحمل بار ترافیکی آنها را در اختیار مهندسین قرار میدهند.))
در حادثه هایی از قبیل زمین لرزه یا دیگر موارد اظطراری ، ارسال داده به مراکز پردازش کنترل از راه دور بایستی اساساً بلادرنگ و بدون تاخیر صورت پذیرد تا بدینوسیله صاحبنظران بتوانند از آن بهره گیرند. استفاده از کابل، کاربر و هزینه بر است. کابلها در مقابل سیگنالهای الکترو مغناطیسی مستعد و ضعیف اند و خودشان نیز ممکن است بر اثر زمین لرزه دچار آسیب شوند.
ژنگ به تازگی جایزه 5 ساله ای معادل 400,000 دلار در سال از بنیاد علوم ملی برای پیشبرد توسعه سنسورهای بی سیمی شبکه ای برای پلها و دیگر بناها، دریافت کرده. این پیشرفت با هدف توسعه انتقال و دستیابی ساده و راحت داده های سنسورها صورت گرفته. پروژه وی :" تحقیق و آموزش جامع تشخیص هوشمند و فن آوری ساختارهای هوشمند" نام گرفت.
شبکه های بی سیم سنسور که نسبتاً هم جدید هستند، بسیاری از مشکلات سنسورهای کابلی را ندارند. اما با محدودیتهایی مواجه اند; پهنای باند نسبتاً محدود سنسورهای بی سیم که در مهندسی راه و ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند، سرعت انتقال اطلاعات را به kb/sec 1 کاهش میدهند و این سرعت در عمل برای انتقال و تبادل حجم عظیمی از اطلاعات تولید شده در خصوص یک پل، زیاد مناسب نیست.
به منظور ارتقاء سطح مدیریت و انتقال داده، ژنگ الگوریتهای فشرده سازی بخصوصی را برای کاربردهای بازنگری ساختمانی تکامل بخشیده. الگوهای وی اطلاعات سیستمهای ساختاری را با یکدیگر ترکیب کرده و اطلاعات تکراری دریافت شده از سنسور را حذف میکند در نتیجه سرعت فشرده سازی اطلاعات شبکه سنسور نیز بالا میرود. و ی همچنین تکنیکهای پردازش داده ای جهت استخراج موثرتر اطلاعات کلیدی داده را بکار میبرد.
ژنگ میگوید: با بکار بردن الگوهای فشرده سازی داده ای که من بسط داده ام، میتوانیم زمان بارگذاری دیتا را به حداقل رسانده و در نتیجه اطلاعات را در زمان واقعی دریافت و بررسی کنیم.
تحقیقات و بررسی های ژنگ بر اساس مهندسی معماری، نظامهای علمی، فن آوری اطلاعات و مهندسی الکترونیک صورت گرفته. وی در بخشی از طرح خود که پروژه NSF نام دارد در نظر دارد شبکه سنسور بی سیم را به منظور بازبینی وضعیت سالم ساختمان بر روی یکی از پلهای ایستگاه کابلی، واقع در شرق کشور چین تکمیل کند. این پل در سال 2000 ساخته شده و بطور اتفاقی در حین مراحل ساخت آسیب دیده. بنابراین وضعیت کنونی آن بنا با شرایط طرح ریزی آن متفاوت است. این پل اکنون تعمیر شده و هم اکنون مورد استفاده قرار میگیرد اما برای اطمینان از اینکه عبور و مرور بر روی آن میتواند بدون خطر ادامه یابد یا خیر، بایستی نظارت و بازبینی بی وقفه ای وجود داشته باشد.
ژنگ به همراه مهندسین چینی با استفاده از شبکه های سنسور بی سیمی که خود ژنگ در تکامل آنها کوشیده، در نظر دارند آزمایشهای همه جانبه ای را بر روی پل چینی در سال 2009 به انجام رسانند.
به گفته ژنگ; اطلاعاتی که از پل واقع در کشور چین جمع آوری میشود به پل سازان در آمریکا نیز کمک میکند به این دلیل که این پل ایستگاهی قدمت کمی دارد و هنوز حجم اطلاعات داده های تولید شده در آن زیاد نیست.
بخشی از جایزه ژنگ بدلیل آوردن تحقیقاتش به عنوان یک واحد درسی در کلاسهایش است. وی از بهار سال جاری واحدی تحت عنوان "تکنولوژی ساختارهای هوشمند" به دانشجویان لیسانس به بالای خود تدریس میکند این واحد از سال 2004 به عنوان واحدی تکمیلی تدریس می شده.در این درس دانشجویان بنای یک ساختمان بتکده چینی را میسازند و می کوشند بر روی یک صنعت قدیمی تمرکز و بررسی کنند تا به دلایلی از قبیل اینکه چرا معبدهای چوبی ژاپن در مقابل فشارهای زلزهای هولناک و بزرگ این کشور قرنهاست بسیار بهتر از هر نوع سازه دیگری مقاومت نشان می دهند، دست یابند.
ژنگ که در سال 2001 به هیئت علمی دانشگاه پیوسته معقد است واحد درسی " تکنولوژی ساختار هوشمند" اولین بار است که در آمریکا به عنوان یک واحد درسی مجزا تدریس می شود و هدف آن یکپارچه کردن سنسورها، کنترلها، اجسام هوشمند، فن آوری اطلاعات و مهندسی ساختمان و بازبینی مطمئن از ساختمانها است. در بهار امسال یکی از دانشجویان سال آخر مهندس ساختمان به نام Twele به همراه دانشجویان سال پنجم در این دوره ثبت نام کرده اند
ژنگ میگوید قصد دارد نسل بعدی دانشجویان مهندسی را با این تکنولوژی جدید که کاربردهای وسیعی دارد آشنا سازد . تکنولوژی ساختار هوشمند در مراحل اولیه به سر میبرد ولی باید آنرا سر فصل برنامه های خویش قرار دهیم تا 10 سال آینده که آماده بهره برداری میشود، فارق التحصیلان ما بدانند که چگونه با آنها کار کنند.