概要：Dust Networks 的無線網格網絡解決方案使得 CITRIS 能夠采用分布在加州東部內華達山脈中一個偏遠、多山和環境惡劣之 0.5 平方英里區域的 300 個傳感器，可靠地從積雪狀況中搜集實時含水量數據。
挑戰：研究人員需要一種能夠在嚴酷情況下進行可靠傳輸的密集、大型、低成本的無線傳感器網絡 (WSN)，以實現長期不需維護的環境監測。
解決方案：研究小組選擇了Dust Networks SmartMeshWSN 技術。SmartMesh 整合了超低功秏 Eterna? 技術802.15.4 節點和先進的網絡管理功能，可實現遠程監測所需的電池長壽命以及自動形成、自愈、多跳網格網絡。
挑戰
不管是熱電生產、農業、工業或水電生產，積雪量以及每年儲存在積雪中的地表水對于美國經濟都是至關重要，因為此類水源的用戶每年為美國的國內生產總值貢獻達到1.7 萬億美元 (占比 15%)。僅在加利福尼亞州一地，降雪對于生產收入的貢獻幾乎占到了加州 GDP 的 30%。積雪信息可用于預測干旱和洪澇災害，在公共與私營經濟部門之間均等地分配水資源，而且對于農業規劃也是很關鍵。
在積雪皚皚的多山地區中，支配積雪、融雪和地表水的過程并不為大眾所熟知，因為它們很難測量。直到最近，研究人員一直所依靠的是零星部署在陡峭地形和極端環境情況之偏遠地點的有線傳感器，這些環境包括山洪、厚厚的積雪、冰點以下的溫度、以及具有喜歡啃咬電纜的動物之地方。這些有線網絡過于昂貴、不可靠、以及難以維護，且由于數據點過少而無法創建流域的態勢圖。
在 CITRIS (Center for Information Technology Research in the Interests of Society) 的一個合作項目中，加州大學伯克利分校的 Roger C. Bales、UC Merced 和 Steven D. Glaser 探索了改善大規模環境監測的方法，并轉向無線傳感器網絡 (WSN) 以了解該技術是否能夠實現一種更有效、可擴展和堅固的解決方案。Glaser 博士說：“我們需要一種擁有空間和時間密集性的可靠 WSN，其在同一個無線電頻段內具有多個節點，即使對于高頻數據傳輸也能依靠電池運行至少一年，而且可在非常嚴酷的環境中正常運作。”
雖然他們發現很多商用無線系統都能夠在兩點之間傳輸數據，但硬件通常包含了供電功率相對較高的無線電裝置，此類裝置所需的電能僅靠電池是無法提供的。另外，他們還發現：典型的點對點傳輸系統是獨立運作的，如果多條鏈路部署得過于接近 (即是無線電傳輸范圍有重迭)，則在節點之間會存在有害的無線電干擾。
解決方案
Glaser 博士選擇了 Dust Networks? SmartMesh? WSN 技術，由于它具有長電池壽命、智能網絡特性和可擴展性。超低功耗的 802.15.4 SmartMesh 節點可實現長達數年的電池使用壽命。SmartMesh 網絡管理器提供了先進的內置技術，以創建一種自動形成、自愈、多跳網格網絡。Glaser 博士說：“這些特性在大多數無線傳感器網絡中并非是標準配置。若當初我們要設計和執行堆棧級控制和復雜網絡算法以提供所需的特性，那么，我們的環境監測系統肯定需要長得多的時間 (甚至多出數年之久) 才能建立起來。”
通信系統由 Dust Networks 的無線節點和一個網絡管理器組成。這些節點具有高度集成的硬件，以及用于實現簡單集成的可配置軟件接口。節點每 15 分鐘從負責測量積雪深度、太陽輻射、相對濕度、土壤水分和基質水勢、以及溫度的遠程傳感器組傳送一次數據。有些節點直接連接至傳感器組；其它則用作“中繼站”，以提高通過山脊、巖層露頭和森林進行數據傳輸時的可靠性。SmartMesh 網絡管理器支持可自動形成和易于擴展的大型、密集、多跳網格網絡。另外，它還提供了安全管理、用于優化傳感器布局的詳細網絡統計數據、確定性的節點電源管理，并可憑借內置的網絡狀態監控功能實施動態的網絡優化。網絡管理器通過以太網將傳感器數據傳送至一部本地計算器。該計算器安放在一座 40 英尺高的塔之底部，而一個置于塔的較高位置之GPRS
調制解調器負責提供互聯網連接，以實現至某個遠離現場位置的實時數據傳輸。
結果
利用一個含有 57 個無線節點的網絡在 23 個測量位置上部署了 300 多個傳感器，用于收集和傳輸國王河實驗流域(這是位于謝拉山脈南部的一個偏遠、地形垂直陡峭、森林茂密的上游源頭流域) 0.5 平方英里區域內的相關數據。
Steven Glaser、Roger C. Bales 和他們的研究生 Branko Kerkez創立了一種 WSN 部署方法，并且表明：基于 DustNetworks 標準的網格網絡技術提供了一種可靠、靈活性強和可擴展的網絡解決方案，通過最大限度地提高通路可靠性、延長電池壽命和擴大空間覆蓋來滿足環境監測應用的需求。
Bales 說：“目前，水資源管理者必需對水的可用量做出保守估計。鑒于很多情況他們并不了解，所以不得不如此。如果我們以一種人們能夠使用的方式來降低其估測中的不確定性，我們就可以容易地想象到：國家經濟將因此而增加數億美元的收入。”
為什么與 Dust Networks 進行合作呢? Dust Networks 是無線傳感器網絡領域的先驅，當超低功耗至關緊要時可提供智能網格技術。Dust Networks 正在劃定智能設備的連接方式。采用基于標準的無線網格網絡技術，Dust Networks 設計了芯片、模塊和管理器，這有助構建具先進網絡管理及全面安全特性的可靠、靈活和可擴展的網絡。
