SOnet is a sensor actuator network

SOnet is a sensor actuator network that monitors
and controls the frequency of combined sewer overflow (CSO)
events in city sewer systems. CSO events constitute a major health
and environmental hazard which numerous U.S. cities have been
attempting to address. This paper describes an ongoing project
building a metropolitan scale CSOnet in the City of South Bend
Indiana.
I. INTRODUCTION
Wireless sensor actuator networks or WSANs consist of
computer controlled sensors and actuators that communicate
over a wireless (usually RF) communication network.
WSAN’s use sensed data to power actuators which can then
effect the sensed environment. The resulting changes in that
environment can then be sensed by the network. This forms a
distributed feedback loop that has the potential for efficiently
controlling geographically distributed processes at a scale that
was previously unthinkable.
WSANs are examples of so-called Cyber-Physical Systems
(CPS). CPS are networks of computers that are tightly integrated
into the real world for the purpose of both monitoring
and controlling that world. CPS applications are found in
automated highways, unmanned aerial vehicle swarms, traffic
control, smart wastewater treatment plants, automatic chemical
processes, energy efficient HVAC systems and power grid
control. The hope is that CPS type systems will enable the
cost effective control of such large-scale processes.
This paper describes a metropolitan scale (city wide) WSAN
that is currently being built by a unique partnership of private
(EmNet LLC), public (City of South Bend), and academic
(University of Notre Dame and Purdue University) agencies.
The WSAN is being built to control the frequency of
combined-sewer overflow (CSO) events in a mid sized U.S.
city (South Bend Indiana). The system is called CSOnet. The
problem addressed by CSOnet represents a major public health
and environmental issue faced by many U.S. cities. At present,
the system consists of 150 wireless sensor nodes monitoring
111 locations in the South Bend sewer system that. Actuation
nodes are scheduled to be completed in 2009. When fully
implemented, CSOnet will control the diverted flows of at least
20 CSO diversion structures. If successful, CSOnet should
serve as a model for a large-scale CPS system that can be
adopted by other cities in the U.S.
The remainder of this paper is organized as follows. Section
II discusses the CSO problem and identifies the particular
issues relevant to the South Bend CSO system. Section III
discusses the architecture of the WSAN to be used. Section
IV discusses CSOnet hardware and middleware. The particular
control application being implemented over CSOnet is
described in section V.
II. COMBINED-SEWER OVERFLOW PROBLEM
More than 700 cities in the U.S. have sewer systems that
combine sanitary and storm water flows in the same system.
During rain storms, wastewater flows can easily overload these
combined sewer systems, thereby causing operators to dump
the excess water into the nearest river or stream. The discharge
is called a combined sewer overflow (CSO) event [1]. The
discharged water is highly impacted with biological and chemical
contaminants, thereby creating a major environmental and
public health hazard. Under the provisions of the 1972 clean
water act, the environmental protection agency (EPA) has
begun fining municipalities for CSO events. These fines are
substantial, sometimes running into the tens of millions of
dollars. Municipalities have therefore begun looking for cost
effective ways of reducing the frequency of CSO events.
The straightforward solution to the CSO problem is to
enhance existing sewer infrastructure by separating storm and
sanitary flows. Other solutions involve increasing the capacity
of the wastewater treatment plant (WWTP) or building large
off-line storage reservoirs. All of these options are extremely
expensive and highly disruptive to the community.
Another solution uses the excess storage capacity in a city’s
sewer to temporarily store water during a storm. This option
is referred to as in-line storage. The economical and reliable
control of CSO events through in-line storage requires realtime
monitoring and control.
Current approaches to real-time monitoring and control
of sewer systems do not scale well. Sensor data is usually
collected by a single computer over a Supervisory Control
and Data Acquisition (SCADA) network. This computer determines
the control action and distributes it back to the system
through the SCADA network. It takes time to gather all of
the sensor data and the delay introduced by gathering this
data will also limit the rate at which control commands can
be fed back to the system. Due to these delays, the control

Kết quả (Việt) 1:

SOnet là một mạng lưới chấp hành cảm biến giám sátvà kiểm soát tần số của hệ thống thoát nước kết hợp tràn (CSO)sự kiện trong hệ thống thoát nước thành phố. Sự kiện CSO chiếm một sức khỏe lớnvà môi trường nguy hiểm mà nhiều thành phố Hoa Kỳ cócố gắng đến địa chỉ. Bài báo này mô tả một dự án đang diễn raxây dựng quy mô vùng đô thị CSOnet ở thành phố South BendIndiana.I. GIỚI THIỆUCảm biến không dây thiết bị truyền động mạng hoặc WSANs bao gồmmáy tính điều khiển cảm biến và thiết bị thi hành giao tiếptrong nhà (thường RF) giao tiếp mạng.Của WSAN sử dụng cảm nhận dữ liệu đến thiết bị thi hành quyền lực mà có thể sau đóảnh hưởng môi trường cảm nhận. Những thay đổi kết quả trong đómôi trường sau đó có thể được cảm nhận bởi mạng. Điều này tạo thành mộtphân phối thông tin phản hồi loop có tiềm năng cho hiệu quảviệc kiểm soát về mặt địa lý phân phối quá trình ở quy mô màlà không thể tưởng tượng trước đó.WSANs là những ví dụ của cái gọi là Cyber-vật lý hệ thống(CPS). CPS là mạng máy tính được tích hợp chặt chẽvào thế giới thực với mục đích giám sát cả haivà kiểm soát thế giới đó. CPS ứng dụng được tìm thấy trongđường cao tốc tự động, xe không người lái trên không bầy, lưu lượng truy cậpkiểm soát, các nhà máy xử lý nước thải thông minh, tự động hóa họcquy trình, năng lượng hiệu quả hệ thống HVAC và lưới điệnkiểm soát. Hy vọng là rằng CPS loại hệ thống sẽ cho phép cáckiểm soát chi phí hiệu quả của các quá trình quy mô lớn.Bài báo này mô tả quy mô vùng đô thị (thành phố rộng) WSANmà hiện đang được xây dựng bởi một quan hệ đối tác độc đáo của riêng(EmNet LLC), khu vực (thành phố của South Bend), và học tậpCác cơ quan (đại học Notre Dame và Purdue University).WSAN đang được xây dựng để kiểm soát tần sốsự kiện kết hợp hệ thống thoát nước tràn (CSO) tại Hoa Kỳ có kích thước giữathành phố (South Bend Indiana). Hệ thống được gọi là CSOnet. Cácvấn đề giải quyết bởi CSOnet đại diện cho một y tế công cộng lớnvà vấn đề môi trường phải đối mặt với nhiều thành phố Hoa Kỳ. Hiện nay,Hệ thống bao gồm 150 nút cảm biến không dây giám sát111 vị trí trong hệ thống thoát nước South Bend mà. Càngnút được lên kế hoạch sẽ hoàn thành vào năm 2009. Khi đầy đủthực hiện, CSOnet sẽ kiểm soát dòng chảy chuyển hướng của ít20 CSO chuyeån cấu trúc. Nếu thành công, CSOnet nênphục vụ như là một mô hình cho một hệ thống CPS quy mô lớn có thểđược thông qua bởi các thành phố khác ở Hoa KỳPhần còn lại của bài báo này được tổ chức như sau. PhầnII thảo luận về vấn đề CSO và xác định cụ thểvấn đề có liên quan đến hệ thống South Bend CSO. Phần IIIthảo luận về kiến trúc của WSAN được sử dụng. PhầnIV thảo luận về CSOnet phần cứng và middleware. Cụ thểđiều khiển ứng dụng đang được triển khai trên CSOnetMô tả trong phần V.II. KẾT HỢP-HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TRÀN VẤN ĐỀHơn 700 thành phố tại Hoa Kỳ có hệ thống thoát nước màkết hợp vệ sinh và storm nước chảy trong cùng một hệ thống.Trong mưa bão, dòng chảy nước thải một cách dễ dàng có thể quá tải nhữngHệ thống thoát nước kết hợp hệ thống, do đó gây ra nhà khai thác để đổnước dư thừa vào sông gần nhất hay dòng. Việc xảđược gọi là một hệ thống thoát nước kết hợp sự kiện tràn (CSO) [1]. Cácdischarged nước cao bị ảnh hưởng với sinh học và hóa họcchất gây ô nhiễm, qua đó tạo ra một chính môi trường vànguy hiểm y tế công cộng. Theo quy định của 1972 sạchđạo luật nước, cơ quan bảo vệ môi trường (EPA) cóbắt đầu fining đô thị cho sự kiện CSO. Các khoản tiền phạt làđáng kể, đôi khi chạy vào hàng chục triệuđô la. Đô thị do đó đã bắt đầu tìm kiếm chi phícách hiệu quả của việc giảm tần số của sự kiện CSO.Giải pháp đơn giản cho vấn đề CSO làtăng cường hệ thống thoát nước hiện có cơ sở hạ tầng bằng cách tách bão vàvệ sinh chảy. Các giải pháp khác liên quan đến việc tăng năng lựcnhà máy xử lý nước thải (chỉnh) hoặc xây dựng lớnHồ chứa lưu trữ không trực tuyến. Tất cả các tùy chọn này là cực kỳđắt tiền và rất gây rối cho cộng đồng.Một giải pháp sử dụng dung lượng lưu trữ dư thừa trong một thành phốHệ thống thoát nước để tạm thời lưu trữ nước trong một cơn bão. Tùy chọn nàyđược gọi là dòng lưu trữ. Kinh tế và đáng tin cậykiểm soát của CSO sự kiện thông qua dòng lưu trữ yêu cầu thời gian thựcGiám sát và kiểm soát.Hiện tại phương pháp tiếp cận để theo dõi thời gian thực và kiểm soátcủa hệ thống thoát nước hệ thống không quy mô tốt. Dữ liệu cảm biến là thườngthu thập được bởi một máy tính duy nhất trong một điều khiển giám sátvà mạng dữ liệu mua lại (SCADA). Máy tính này sẽ xác địnhhành động điều khiển và phân phối nó quay lại hệ thốngthông qua mạng SCADA. Phải mất thời gian để thu thập tất cảdữ liệu cảm biến và sự chậm trễ do tập hợp nàydữ liệu cũng sẽ giới hạn mức độ mà điều khiển lệnh có thểđược ăn trở lại hệ thống. Do những sự chậm trễ, điều khiển

Kết quả (Việt) 2:

SONET là một mạng truyền động cảm biến theo dõi
và kiểm soát tần số kết hợp tràn cống (CSO)
sự kiện trong hệ thống cống của thành phố. Sự kiện CSO tạo thành một sức khỏe nghiêm trọng
và nguy hiểm cho môi mà nhiều thành phố của Mỹ đã
cố gắng để giải quyết. Bài viết này mô tả một dự án đang thực hiện
xây dựng một đô thị quy mô CSOnet ở thành phố South Bend
Indiana.
I. GIỚI THIỆU
mạng cảm biến không dây hoặc thiết bị truyền động WSANs bao gồm
cảm biến máy tính điều khiển và thiết bị truyền động mà giao tiếp
qua kết nối không dây (thường RF) mạng lưới thông tin liên lạc.
WSAN sử dụng của cảm nhận dữ liệu đến thiết bị truyền động điện mà sau đó có thể
ảnh hưởng đến môi trường cảm nhận. Những thay đổi kết quả trong đó
môi trường sau đó có thể được cảm nhận bởi mạng. Điều này tạo nên một
vòng lặp thông tin phản hồi được phân phối mà có tiềm năng cho hiệu quả
kiểm soát các quá trình địa lý phân phối ở một quy mô mà
trước đây không thể tưởng tượng.
WSANs là những ví dụ của cái gọi là hệ thống Cyber-vật lý
(CPS). CPS là các mạng máy tính được tích hợp chặt chẽ
vào thế giới thực cho các mục đích của cả hai giám sát
và kiểm soát thế giới đó. Ứng dụng CPS được tìm thấy trong
đường cao tốc tự động, bầy xe trên không không người lái, giao thông
kiểm soát, nhà máy xử lý nước thải thông minh, tự động hóa
các quy trình, hệ thống HVAC hiệu quả năng lượng và hệ thống điện
điều khiển. Hy vọng là các hệ thống loại CPS sẽ cho phép
kiểm soát chi phí hiệu quả của các quá trình quy mô lớn như vậy.
Bài viết này mô tả một quy mô đô thị (thành phố rộng) WSAN
mà hiện đang được xây dựng bởi một quan hệ đối tác độc đáo của riêng
(EmNet LLC), công chúng (Thành phố Nam Bend), và học thuật
(Đại học Notre Dame và Đại học Purdue) cơ quan.
Các WSAN đang được xây dựng để kiểm soát tần số
kết hợp cống tràn (CSO) Các sự kiện trong một kích thước Mỹ giữa
thành phố (South Bend Indiana). Hệ thống này được gọi là CSOnet. Các
vấn đề giải quyết bằng CSOnet đại diện cho một sức khỏe cộng đồng
và vấn đề môi trường phải đối mặt với nhiều thành phố của Mỹ. Hiện nay,
hệ thống bao gồm 150 các nút cảm biến không dây giám sát
111 điểm trong hệ thống cống South Bend đó. Đẩy đủ
các nút được dự kiến sẽ được hoàn thành vào năm 2009. Khi hoàn toàn
thực hiện, CSOnet sẽ kiểm soát các luồng chuyển hướng ít nhất
20 CSO cấu trúc dòng. Nếu thành công, CSOnet nên
phục vụ như là một mô hình cho một hệ thống CPS quy mô lớn có thể được
thông qua bởi các thành phố khác ở Mỹ
Phần còn lại của bài viết này được tổ chức như sau. Phần
II thảo luận về các vấn đề CSO và xác định cụ thể
các vấn đề liên quan đến hệ thống South Bend CSO. Phần III
thảo luận về kiến trúc của WSAN để được sử dụng. Phần
IV bàn về phần cứng CSOnet và middleware. Các cụ thể
ứng dụng điều khiển được thực hiện trong CSOnet được
mô tả trong phần V.
II. KẾT HỢP cống OVERFLOW VẤN ĐỀ
Hơn 700 thành phố ở Mỹ có hệ thống cống thoát nước mà
kết hợp các dòng nước hợp vệ sinh và cơn bão trong cùng một hệ thống.
Trong mưa bão, dòng chảy nước thải có thể dễ dàng làm quá tải các
hệ thống thoát nước kết hợp, do đó gây ra các nhà khai thác để đổ
nước dư thừa thành sông gần nhất hoặc suối. Việc xả
được gọi là một kết hợp tràn cống (CSO) sự kiện [1]. Các
nước thải là rất cao ảnh hưởng với sinh học và hóa
chất gây ô nhiễm, từ đó tạo ra một môi trường và chính
nguy hiểm y tế công cộng. Theo quy định của 1.972 sạch
nước họat động, các cơ quan bảo vệ môi trường (EPA) đã
bắt đầu xử phạt các đô thị cho các sự kiện CSO. Các khoản tiền phạt là
đáng kể, đôi khi chạy vào hàng chục triệu
đô la. Do đó thành phố đã bắt đầu tìm kiếm chi phí
cách hiệu quả trong việc giảm tần số của sự kiện CSO.
Các giải pháp đơn giản cho vấn đề CSO là để
tăng cường cơ sở hạ tầng hệ thống thoát nước hiện có bằng cách tách cơn bão và
dòng vệ sinh. Các giải pháp khác liên quan đến việc tăng cường năng lực
của các nhà máy xử lý nước thải (XLNT) hoặc xây dựng lớn
các hồ chứa lưu trữ off-line. Tất cả các tùy chọn này là cực kỳ
tốn kém và rất gây rối cho cộng đồng.
Một giải pháp sử dụng dung lượng lưu trữ dư thừa trong một thành phố
cống để tạm thời lưu trữ nước trong một cơn bão. Tùy chọn này
được gọi là lưu trữ trong dòng. Các kinh tế và đáng tin cậy
kiểm soát các sự kiện CSO qua lưu trữ trong mạng đòi hỏi thời gian thực
theo dõi và kiểm soát.
Các phương pháp để theo dõi thời gian và kiểm soát
của hệ thống thoát nước không quy mô. Dữ liệu cảm biến thường được
thu thập bởi một máy tính duy nhất trên một điều khiển giám sát
và thu thập dữ liệu (SCADA) mạng. Máy tính này sẽ xác định
các hành động kiểm soát và phân phối lại cho các hệ thống
thông qua các mạng SCADA. Phải mất thời gian để thu thập tất cả
các dữ liệu cảm biến và sự chậm trễ giới thiệu bằng cách tập hợp này
dữ liệu cũng sẽ giới hạn tốc độ mà kiểm soát các lệnh có thể
được đưa trở lại hệ thống. Do sự chậm trễ này, sự kiểm soát