Борьба с лесными пожарами с помощью Интернета вещей

Новое поколение систем раннего предупреждения о лесных пожарах на основе Интернета вещей, предлагаемых такими стартапами, как Сети Dryad, выходят на рынок. Смогут ли они изменить мир к лучшему в мире, охваченном пламенем?

Пламя вспыхивает на горизонте и бесконтрольно распространяется в долину внизу. Пламя разрушает группу хозяйственных построек, затем разрывает группу семейных домов, оставляя после себя тлеющие дома, обугленные пожитки и разрушенные жизни.

Летом 2021 года это было слишком распространенным явлением на западе Соединенных Штатов. Последствия для качества воздуха от пожаров в западных штатах весьма обширны:дым от пожаров дрейфует до Чикаго, Нью-Йорка и вызывая сильное загрязнение воздуха в этих регионах. Предотвращение пожаров, вероятно, выходит за рамки технологий, но как уменьшить их опасность? Это вполне возможно. Небольшое, но постоянно растущее число компаний, занимающихся Интернетом вещей, пытается доказать это.

Пожар в Бутлегском лесу сейчас горит недалеко от Блая, штат Орегон. Огонь настолько силен, что порождает непогоду, в том числе и молнии.

Увеличение числа более интенсивных лесных пожаров - проблема, которая никоим образом не ограничивается США. В последние несколько лет интенсивные пожары также бушевали в Амазонии и Австралии.

Люди спорят о причинах роста лесных пожаров, ссылаясь на все, от очевидной первопричины изменения климата до местных причин, таких как пожары на вышках сотовой связи 5G в Колорадо или стрельба по мишеням в Неваде.

Независимо от причин, последствия лесных пожаров разрушительны, и они происходят гораздо чаще по мере того, как мы приближаемся ко второй четверти 21 века. Национальный межведомственный пожарный центр сообщает, что по состоянию на 20 июля этого года в Соединенных Штатах произошло 83 крупных пожара, и на данный момент сгорело более 2 585 492 акров земли. Вызывает тревогу тот факт, что на лесные пожары приходится около 20% ежегодных глобальных выбросов CO2.

Bootleg Fire - это пламя дикой земли du jour в США, сжигая более 400000 акров леса в Орегоне. Одновременно с этим пожар Дикси в Калифорнии охватил более 197 000 акров в трех округах Голден Стэйт, и по данным CalFire, по состоянию на понедельник, 26 июля, сдерживается только 22%.

«В среднем лесные пожары сжигают в два раза больше площади суши каждый год, чем 40 лет назад», - говорит Climate Central, независимая организация ученых и журналистов, изучающих и освещающих глобальное потепление.

Так что же мы можем сделать, чтобы предотвратить лесные пожары, - спрашивает Медведь Смоки?

Чем раньше будет обнаружен пожар, тем легче его остановить или сдержать. Когда опасные условия обнаруживаются до возникновения пожара, власти могут предотвратить катастрофу до того, как он начнется. Однако раннее обнаружение пожаров в лесных районах чрезвычайно сложно. До появления систем наблюдения за самолетами и спутниковой GPS-технологии районы, подверженные лесным пожарам, зависели от прогнозов погоды, армии сезонных пожарных наблюдателей и большой удачи в борьбе с лесными пожарами.

Решения для Интернета вещей?

Несколько стартапов, а также другие фирмы разрабатывают системы Интернета вещей с использованием беспроводных датчиков для раннего предупреждения о лесных пожарах. В настоящее время эти системы поставляются компаниями Dryad, LADsensors и Seidor.

EE Times поговорила с Карстеном Бринкшульте, соучредителем и генеральным директором Dryad Networks, о том, как его компания представляет сенсорную систему на основе LoRaWAN на солнечной энергии для раннего обнаружения. «Ключевой частью наших инноваций ... является то, что мы добавили ... инфраструктуру ячеистой сети в LoRaWAN. По сути, мы добавили возможность базовым станциям разговаривать друг с другом и шептать по-китайски:одна получает сообщение, оно передает его следующей и следующей, пока не достигнет шлюза, подключенного к Интернету ... С этим мы может покрывать огромные площади, например тысячи квадратных километров, без подключения к Интернету каждой базовой станции », - сказал нам Бринкшульте.

Датчики могут подключаться к пограничным шлюзам, которые подключаются к Интернету через LTE-M или через Ethernet, чтобы добавить спутниковую антенну Starlink. «Каждый пограничный шлюз поддерживает Swarm», - добавил Бринкшульте.

Датчики работают без батарей и не имеют частей, обслуживаемых пользователем. «Они просто свешиваются с дерева», - отмечает Бринкшульте. Более того, Dryad даже использовала Интернет Деревьев в качестве слогана в некоторых своих пресс-материалах.

(Источник:Dryad Networks)

Датчики включают в себя чип датчика газа Bosch BME688, который определяет газовый состав воздуха - он анализирует водород, диоксид углерода, монооксид углерода. Затем датчик Dryad использует машинное обучение и обработку кромок для обнаружения комбинации газов, типичных для лесного пожара. «Мы получаем высокую точность и низкую частоту отказов», - утверждает Бринкшульте.

Загореться

Дриада стремится к обнаружению лесных пожаров менее чем за час. «Когда смотришь на огонь, чем раньше ты его поймаешь, не так ли? Так просто. И мы можем обнаружить [пожар] до того, как он станет пожаром, когда он все еще находится в стадии тления », - говорит Бринкшульте. Это значительно упрощает пожарным службам решение проблемы до того, как она перерастет в стихийный пожар.

По словам Бринкшульте, в зоне соприкосновения дикой природы и города, где есть дороги и леса, вам понадобится около 500 датчиков, чтобы покрыть 10 квадратных миль. Как только вы окажетесь в просторах дикого леса, количество необходимых датчиков упадет примерно до 250.

По словам генерального директора, стандартная цена - без учета оптовых скидок - в настоящее время составляет около 50 долларов за датчик. Это составляет около 25 000 долларов на датчики для покрытия границы между дикой природой и городом.

«Конечно, мы дадим оптовые скидки», - отмечает Бринкшульте. Он ожидает, что цена сенсора упадет примерно до 20 долларов за штуку, как только Dryad вырастет до крупномасштабного производства, производящего миллионы единиц.

Стартап также взимает ежегодную абонентскую плату за услугу, которая составляет от 10 до 15% стоимости оборудования. Итак, это не IoT-продукт, предназначенный для среднего потребителя (или даже фермера), живущего на окраине дикой природы и города. Генеральный директор говорит, что Dryad вела переговоры с правительствами, энергетическими компаниями и частными лесохозяйственными компаниями (то есть лесозаготовительными компаниями), когда представляла свой продукт.

Генеральный директор отмечает, что Dryad может добавлять в сеть другие типы датчиков по мере ее развертывания. По его словам, это будет представлять особый интерес для лесозаготовительных компаний, поскольку они также могут следить за состоянием почвы и ростом деревьев.

Системы раннего предупреждения о лесных пожарах на основе Интернета вещей еще очень ранние. На самом деле они не были испытаны жарким пламенем. Эти новые системы Интернета вещей потенциально могут обеспечить новый уровень защиты от лесных пожаров в то время, когда мир отчаянно в этом нуждается.

«Это не решит проблему в одиночку, но мы думаем, что это очень важное дополнение к головоломке, которое чрезвычайно дополняет решения на основе спутников или камер, потому что у нас есть эта возможность сверх раннего обнаружения», - заявляет Бринкшульте.

>> Эта статья изначально была опубликована на нашем дочернем сайте EE Times.