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以 LoRaWAN® 应对野火和气候变化

04 January 2022 / by Raphael Atayi

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野火造成的破坏每年都成为头条新闻,而且情况还在继续恶化。野火不仅造成巨大的人道主义灾难和经济困难,而且对环境造成巨大影响。除了危害动植物生命外,每公顷的野火还会排放 5 至 30 吨碳。全球野火烧过的所有土地平均每年会在大气中增加 130 亿公吨的碳,对气候变化造成重大影响。

当偏远地区发生火灾时,它们会在任何人注意到之前迅速蔓延失控。传统的火灾监测系统依靠地面摄像头或卫星成像来观察烟雾或火焰并向当地消防员发出警报,但当它们探测到火情时,往往为时已晚。要想防微杜渐,就需要高级的早期探测系统以及从偏远地区传输该信息的可靠方法。

Dryad and Swarm: Partnering to Detect and Fight Fires

总部位于柏林的 Dryad Networks 致力于应对野火及其对气候变化的影响,并正在解决超早期探测的需求。他们与物联网 (IoT) 连接服务提供商 Swarm 合作,将偏远地区的 Dryad 数据传输出来,以实现更快的响应。

Dryad’s solar-powered sensing system, Silvanet, uses AI to detect abnormal patterns of gas in the air. Dryad’s sensors are able to detect a new fire within 30 to 60 minutes, depending on sensor placement.

一旦检测到火灾,必须将检测信号从极其偏远的地点传回能够迅速干预的消防队。Swarm 使 Dryad 能够在没有移动网络覆盖的最偏远地区部署 Silvanet 解决方案。Swarm 由 120 颗卫星组成的星座覆盖了地球上的每一个区域,甚至可以从世界上最偏远的角落传输数据。Dryad 将他们自己的专有网状网络(使用 LoRaWAN® 标准)与 Swarm 卫星调制解调器配对,以创建一个可以在任何地方运行的可靠连接系统。

Silvanet 不仅限于野火探测。由于 Silvanet Mesh 和 Border Gateway 支持 LoRaWAN 标准,太阳能供电的大规模网状网络可用于连接许多使用 LoRaWAN 的第三方传感器,并可以利用 Silvanet Mesh 网络将传感器数据中继到云。测量土壤水分、臭氧浓度、树木生长和树液流量的环境数据传感器可以提供支持树木健康和生长监测的关键数据,帮助林业更好地管理其关键资产:森林。Silvanet 旨在成为林业数字化的核心网络基础设施。该行业在采用物联网技术方面一直落后,其主要原因是缺乏网络覆盖。

Silvanet: The Details Behind Detection

The low power, native geolocation, low network deployment and module cost of LoRaWAN make it the ideal standard on which to base Dryad’s Silvanet. Silvanet includes three main components.

  • Silvanet Mesh Gateway 将 Silvanet 网络扩展为大型部署,超出标准 LoRaWAN 网络中传感器和网关之间标准单跳直接连接的范围。该架构使用网关的多跳网状网络,与 Semtech 的 LoRa® 器件互连,每个器件都用作 Silvanet 野火传感器和第三方传感器的标准 LoRaWAN 网络网关。Mesh Gateway 被放置在森林中,形成一个网状网络,典型距离为 2-6 公里,具体取决于 Mesh Gateway 的拓扑和物理位置。Mesh Gateway 使用 LoRa 无线电与其他 Mesh Gateway 或 Border Gateway 通信,并且不需要直接的 4G/LTE 无线电或以太网连接,这确保了可由内置太阳能电池板支持的低功耗。

  • Silvanet Border Gateway 位于目标森林区域的边界,通常位于房屋或村庄附近。Border Gateway 与 Silvanet 云平台通信,中继来自野火传感器的消息。内置 LTE 无线电提供无线连接(使用 4G/LTE-M 和 2G/GPRS 后备)或通过有线互联网使用内置以太网适配器。对于没有移动网络覆盖且无法接入电源的远程部署, Silvanet Border Gateway 支持使用 SWARM 卫星网络的卫星上行链路。它可以由电源或太阳能电池供电。

  • Silvanet 野火传感器旨在探测早期阶段的森林火灾(即使在阴燃阶段,前 60 分钟内)并监测小气候、测量温度、湿度和气压。该传感器将超低功耗空气质量传感与精确的气体传感模式相结合。它通过内置人工智能检测 ppm 级的氢气、一氧化碳、二氧化碳和其他气体,从而可靠地探测火灾并避免误报。传感器使用 LoRaWAN 连接进行无线数据传输,无需电池即可免维护运行 10-15 年,避免使用锂和其他有毒材料。

物联网 应对气候变化的解决方案

由于气候变化的破坏性力量,地球的状况正在迅速变化。应对气候变化的破坏性影响,包括野火加剧,对人类的未来至关重要。Semtech 的 LoRa 等高级物联网产品可以通过提供高效、无缝且易于采用的解决方案来解决这些问题。要探索 Semtech 帮助我们的环境变得更智能并保护地球的产品,请访问此页面

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主题:LoRa无线射频物联网智能环境ESG

作者 Raphael Atayi

Senior Manager, EMEA System Integration Partners

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