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2020年11月09日 | 酷！把SensorTile.Box装到火山中
2020-11-09 来源：EEWORLD
本文编译自意法半导体博客
西西里岛已经成为意法半导体（ST）一个开创性的实验地点，它利用一种新的“智能”技术来提前探测地震、地下构造和火山活动。
感谢Rosario Catania（ST工程师）对技术和Etna火山的热爱，以及INGV（National Institute of Geophysics and Volcanology 国家地球物理和火山学研究所）研究员Alessandro Bonforte的宝贵支持，使用SensorTile.box监测Etna火山活动。
为什么是Etna？
Etna火山是西西里岛东海岸的一座活火山，它位于非洲板块和欧亚板块的边缘间。它是高加索以外欧洲最高的活火山，也是意大利阿尔卑斯山以南的最高峰，目前的高度为3326米（10912英尺）。Etna占地面积1190平方公里（459平方英里），周长140公里（87英里）。这使得它成为意大利三座活火山中最大的一座，大约是Vesuvius火山的2.5倍高。
Etna火山是世界上最活跃的火山之一，近年来一直处于活动状态。肥沃的火山土壤支持着广泛的农业、葡萄园和果园分布在较低的山坡和南部广阔的Catania平原周围。由于Etna火山最近的活动历史和附近的人口，它被联合国定为十大最危险的火山。2013年6月，被联合国教科文组织列入世界遗产名录。
Pernicana belt是埃特纳山的一个重要区域，因为它每年都会发生2厘米左右的断层位移。今天，断层两侧的距离大约在50到60米之间，而且每年的位移会导致频繁的地震。它是一个完美的试验场，可以评估新的传感器技术的有效性，以监测这种活动所需的分辨率和准确性。
ST在西西里和Catania的研究，进一步证实了该地区最适合监测由火山引起的地面移动和振动。
Rosario Catania与实验起点
Rosario Catania是ST一名员工，住在西西里岛，大部分空闲时间都在徒步旅行、观察和研究Etna火山。Rosario Catania和Alessandro Bonforte也是ERO（Etna射电天文台）小组的成员。Rosario说道：“这个小组大约十年前成立，主要是为了探测来自Etna火山的天然无线电信号。当我的朋友和同事Alesandro Longo开发了一种频率极低的无线电，我对业余无线电技术也产生了兴趣，并决定获得业余无线电许可证，并购买一套工具来探测火山的无线电信号。无线能让我感受到地形的“心跳”，但只有在信号不受人为干扰的情况下。”
Rosario是北欧步行马拉松吉尼斯世界纪录保持者。他在西西里岛和埃特纳山上连续行走70小时，打破了此前68小时的纪录。
Rosario对Etna的热爱以及他多年来在ST获得的技术知识激励他与Alessandro Bonforte合作，开始在Etna山上进行识别、监测和研究其运动的试验。他们发现了SensorTile.Box是探测火山运动和振动所需参数的理想设备。
实验
Rosario和Alessandro正在寻找与火山附近地形相关的振动、位移和加速度数据，这需要使用诸如加速计和陀螺仪等微电子机械系统（MEMS）传感器，以及运行在内部微控制器上的复杂算法来分析这些信息。实验的另一个重要方面是分析装置的总成本。用于执行类似任务的专业设备可能非常昂贵，而且要确保不会丢失或损坏，这就是为什么在Pernicana belt这样的地区从未使用过这些设备。
STEVAL-MKSBOX1V1，或SensorTile.Box是完美的解决方案。这款配备了无线物联网和可穿戴传感器平台的即用即用套件旨在帮助开发人员基于远程运动和环境传感器数据构建和部署应用，即使他们不是基于传感器技术的专家。
除了成本远低于传统设备外，SensorTile.Box还提供进一步的优势，例如将所有所需的智能传感器组合在一个产品中，集成微控制器能够处理、插值化和导出数据以供进一步分析。所有这些都大大简化了确认和分析记录的运动和振动事件的任务。所有SensorTile.Box设备都是低功耗，并且该系统具有巧妙的电源管理逻辑，使其保持休眠状态，直到检测到适当的事件，这意味着它可以通过纽扣电池记录数周的活动。
实验于2020年8月4日开始。SensorTile.Box配置成一个倾斜仪和另一个测振仪，连同一个汽车蓄电池和连接器，被放置在一个水密容器内，并埋在Pernicana belt的一个地下井里。为了收集足够的研究数据，该仪器将在接下来的几个月里持续跟踪所有的运动，持续一年。在最初的几个月里SensorTile.Box将进行频繁校准，以提高灵敏度，优化电池和数据传输处理。
未来
SensorTile.Box已经安装在火山南侧海拔1500米的地方，与传统的纳米传感器系统并行，能够进行精度比较，并微调SensorTile.Box以获得最佳性能。
正如罗萨里奥·卡塔尼亚（Rosario Catania）所说：“目前的挑战是了解这些技术是否能够探测到微小的地面运动，在地震和火山危险性高的地区，常规设备很难使用，而且通常也太贵，不能为了实验目的而牺牲其他。”
第三个SensorTile.Box将于今年年底安装在埃特纳西部的勃朗特地区。
如果第一次实验成功，下一步将涉及部署到更危险和更活跃的地区，以便收集更多的数据，并对如何预测火山喷发有更深入的了解。
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