Das PermaSense Projekt Jan Beutel Institut für Technische Informatik und Kommunikationsnetze ETH Zürich

Was ist Permafrost? Permafrost sind Felsen, Erde und Schutt die das ganze Jahr gefroren sind Permafrost kann man nicht sehen Im Sommer taut Permafrost an der Oberfläche auf

Den Instabilitäten der Felsen auf den Grund gehen Wann werden Felswände instabil? Wann passieren Felsstürze? Was löst Sie aus? Welche Auswirkung hat der Klimawandel? Welche Auswirkung hat das auf unseren Lebensraum in den Alpen? Steinschlagereignis am Eiger im Sommer 2006 Video von Arte Television

Unser Patient passt nicht in ein Labor

Also muss das Labor auf den Berg

Unsere Versuchsfelder am Jungfraujoch und Matterhorn

Technische Anforderungen an die Systemarchitektur Support für ~25 Sensorknoten Temperaturen, Leitfähigkeit, Spaltabstand, Eisdruck, Wasserdruck 1-60 min Messintervall Extreme Umweltbedingungen −40 bis +65° C, ΔT ≦5° C/min Steinschlag, Eis, Reif, Lawinen, Blitze Übermittlung nahezu in Echtzeit Langzeitstabilität & Zuverlässigkeit ≧99% Datenausbeute 3 Jahre autonome Lebensdauer

Eine Messstation auf 3500m Seehöhe, tief verschneit im Winter

Hoch oben verteilt auf einem steilen Felsgrat

Das Herzstück - Drahtlose Sensoren die den Elementen trotzen

Basierend auf jüngsten Forschungsergebnissen Shockfish TinyNode584 MSP430, 16-bit, 8MHz, 10k SRAM, 48k Flash LP Radio: XE1205 @ 868 MHz Dozer - Daten Sammeln mit Geringstem Stromverbrauch Multihop Protokoll, 1-hop synchroner Zeitmultiplex Optimiert für sehr kleine Datenraten 0.167% duty-cycle  0.032mA Stromverbrauch [Burri – IPSN2007] jitter time slot 1 slot 2 slot k Application processing window Beacon Data transfer Contention window

Spezialisierte Elektronik in einer robusten Verpackung

Systementwurf & Herstellung von Art of Technology Sensor Interface Board v2 Sensorschnittstellen, ADC Schaltbare Stromversorgungen Überwachungsfunktionen Temperatur/Feuchtigkeit Spannungen/Ströme 1 GB Speicherkarte 3 Jahre Lebensdauer  Iavg≤300 A 6 Monate vom Konzept zur Kleinserie Gemessener Stromverbrauch ~148 uA

Eine Basis Station schickt die Daten ins Tal

Verstehen wie Eis und Wasser in Felsen eindringen

Ist das Eis in Felsspalten Kleber oder Gleitmittel?

Erste Messungen verwandeln sich in Resultate Felstemperatur [°C] Spaltabstand [mm]

Ein Arbeitsplatz mit Aussicht

PermaSense - Ein interdisziplinäres Team ETH Zürich Institut für Technische Informatik und Kommunikationsnetze Universität Zürich Geographisches Institut Uni Basel Departement Informatik

Lust auf mehr? http://www.permasense.ch