論文の概要: FORTE: An Open-Source System for Cost-Effective and Scalable Environmental Monitoring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.00049v1
• Date: Tue, 28 Jan 2025 13:55:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-16 05:04:38.156206
• Title: FORTE: An Open-Source System for Cost-Effective and Scalable Environmental Monitoring
• Title（参考訳）: FORTE: 低コストでスケーラブルな環境モニタリングのためのオープンソースシステム
• Authors: Zoe Pfister, Michael Vierhauser, Alzbeta Medvedova, Marie Schroeder, Markus Rampp, Adrian Kronenberg, Albin Hammerle, Georg Wohlfahrt, Alexandra Jäger, Ruth Breu, Alois Simon,
• Abstract要約: FORTEは環境モニタリングのためのオープンソースのシステムである。 データ収集のために森に配備された無線センサネットワーク(WSN)と、データ処理、ストレージ、可視化のためのデータインフラストラクチャーである。 当社のソリューションは,商用ソリューションと比較してコスト効率が高く,センサノードが1回の充電で数ヶ月持続するエネルギー効率が高く,データ品質の面で信頼性が高い。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 35.01360999402219
• License:
• Abstract: Forests are an essential part of our biosphere, regulating climate, acting as a sink for greenhouse gases, and providing numerous other ecosystem services. However, they are negatively impacted by climatic stressors such as drought or heat waves. In this paper, we introduce FORTE, an open-source system for environmental monitoring with the aim of understanding how forests react to such stressors. It consists of two key components: (1) a wireless sensor network (WSN) deployed in the forest for data collection, and (2) a Data Infrastructure for data processing, storage, and visualization. The WSN contains a Central Unit capable of transmitting data to the Data Infrastructure via LTE-M and several spatially independent Satellites that collect data over large areas and transmit them wirelessly to the Central Unit. Our prototype deployments show that our solution is cost-effective compared to commercial solutions, energy-efficient with sensor nodes lasting for several months on a single charge, and reliable in terms of data quality. FORTE's flexible architecture makes it suitable for a wide range of environmental monitoring applications beyond forest monitoring. The contributions of this paper are three-fold. First, we describe the high-level requirements necessary for developing an environmental monitoring system. Second, we present an architecture and prototype implementation of the requirements by introducing our FORTE platform and demonstrating its effectiveness through multiple field tests. Lastly, we provide source code, documentation, and hardware design artifacts as part of our open-source repository.
• Abstract（参考訳）: 森林は私たちの生物圏の重要な部分であり、気候を規制し、温室効果ガスの流し場として働き、他の多くの生態系サービスを提供している。 しかし、干ばつや熱波などの気候ストレスに負の影響を受けている。 本稿では,森林がストレスにどのように反応するかを理解することを目的とした,環境モニタリングのためのオープンソースシステムFOTEを紹介する。 データ収集のために森に配備された無線センサネットワーク(WSN)と、データ処理、ストレージ、可視化のためのデータインフラストラクチャーである。 WSNには、LTE-Mを介してデータインフラストラクチャにデータを送信できる中央ユニットと、大規模なデータを収集して中央ユニットに無線で送信する空間的に独立した衛星が含まれている。 プロトタイプのデプロイメントでは,商用ソリューションと比較してコスト効率が向上し,センサノードが1回の充電で数ヶ月持続するエネルギー効率が向上し,データ品質の面で信頼性が向上した。 FORTEの柔軟なアーキテクチャは、森林モニタリング以外の幅広い環境モニタリングアプリケーションに適している。 本論文の貢献は3倍である。 まず,環境モニタリングシステムの開発に必要な高レベル要件について述べる。 第二に、FORTEプラットフォームを導入し、複数のフィールドテストを通してその有効性を示すことにより、要件のアーキテクチャとプロトタイプの実装を提案する。 最後に、オープンソースリポジトリの一部として、ソースコード、ドキュメンテーション、ハードウェアデザインアーティファクトを提供しています。

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